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基于激光自混合干涉原理的眼球多参数测量技术研究

王开曦  
【摘要】:眼睛是人体最重要的视觉器官,角膜和前房是非常重要的组成部分。在视力矫正等手术中,必须要精确地知道人眼角膜厚度和前房深度值。因此对其精准测量不仅能够为医生提供参考,同时也为手术效果提供强有力的保证。为了实现对人眼角膜厚度和前房深度的高精度测量,研究了一种基于激光自混合干涉原理的角膜厚度和前房深度测量方法。本文的研究内容如下:首先,通过对三镜腔理论模型的研究,建立激光自混合干涉理论模型,并对其工作原理进行分析:激光器对外部反射物体进行照射,其反射光返回激光器内与原始光产生自混合干涉,光电探测器采集干涉信号并进行处理,通过对采集到的信号进行分析,可以得出外部反射物体的相关参数信息;同时本文还对激光器的多种调制方法进行了研究。其次,通过对人眼角膜和前房光学结构的研究,设计了两个等效模型:等效角膜模型和等效双膜模型,用以模拟人眼光学状态。而后,研究了一种基于自混合干涉原理的人眼角膜厚度和前房深度的测量方法,通过对自混合干涉信号功率峰值的分析,得出最终测量结果。另外,对激光器恒流电源的正弦波信号调制,通过对调制后自混合波形中锯齿波数量的统计,得出激光器到人眼表面的绝对距离,提高测量系统的精度。最后,搭建实验系统,并采用一定反射率的反射镜模拟人眼角膜和前房的光学状态。通过对不同镜片组的测量,验证激光自混合干涉测量人眼参数方法的正确性,其测量精度可以达到微米级。


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