掃頻激光光源的研制.pdf

1、光學(xué)相干層析成像(Optical Coherence Tomography，OCT)技術(shù)是一種微米級分辨率的成像技術(shù)，通過測量散射光的振幅和回波時延，從而獲得生物樣品內(nèi)部層析結(jié)構(gòu)信息。本文的研究工作主要解決了光學(xué)相干層析實時成像系統(tǒng)研究的一個關(guān)鍵技術(shù)問題--高性能快速掃頻激光光源的設(shè)計與搭建。提出三種不同調(diào)諧濾波設(shè)計新方案，研制了四套掃頻激光光源，并將該掃頻激光光源應(yīng)用于光學(xué)頻域成像(optical frequeney domain i

2、maging，OFDI)系統(tǒng)，實現(xiàn)了對生物組織內(nèi)部高分辨實時成像研究。具體研究內(nèi)容以及創(chuàng)新性研究成果包括：
　　 1、研制基于光纖法布里珀羅調(diào)諧濾波器(fiber Fabry-Perot tunable filter，F(xiàn)FP-TF)的全光纖型環(huán)形腔掃頻激光光源。該掃頻激光光源中心波長為1320 nm，整個掃頻范圍為120 nm，光譜半高全寬為65 nm，瞬時線寬的3 dB帶寬為0.08nm，掃頻速度8 kHz，平均光功率輸出9

3、mw。全光纖型掃頻激光光源具有結(jié)構(gòu)緊湊，抗干擾能力強，易于便攜等特點。
　　 2、光纖法布里珀羅全光纖型掃頻激光光源應(yīng)用于光學(xué)頻域成像，得到軸向分辨率為13.6μm(空氣中)，最大成像深度為3.4 mm(空氣中)，最大靈敏度為112 dB，實時獲得了生物組織和散射樣品的高分辨率實時在體成像。通過改變法布里珀羅調(diào)諧濾波器不同驅(qū)動函數(shù)，研究OCT成像變化，同時還實驗研究了腔的長度與掃頻速度和光功率關(guān)系，為優(yōu)化掃頻激光光源提供參考意義

4、。
　　 3、研制基于光柵多面鏡調(diào)諧濾波器的短腔寬帶快速掃頻激光光源，中心波長為1312 nm，掃頻速度50 kHz，掃頻范圍為170 nm，半高全寬為116 nm，平均光功率輸出2 mW。調(diào)諧濾波器由光柵和旋轉(zhuǎn)多面鏡組成，采用了非望遠(yuǎn)鏡型利特羅結(jié)構(gòu)，以簡化濾波光學(xué)系統(tǒng)。在激光諧振腔中采用了放大自發(fā)輻射光譜范圍互為拓展的雙半導(dǎo)體光放大器為增益介質(zhì)，并將二者并聯(lián)使用以確保寬光譜范圍。
　　 4、研制了基于光柵/多面鏡調(diào)諧濾

5、波器的傅里葉域鎖模(Fourier domain modelocking，F(xiàn)DML)長腔線性掃頻激光光源。激光諧振腔主要包含增益介質(zhì)、調(diào)諧濾波器和延遲線。增益介質(zhì)采用了兩個串聯(lián)的半導(dǎo)體光放大器以確保大的增益系數(shù)。FDML掃頻激光光源的中心波長為1290 nm，掃頻速度為14.8 kHz，掃頻范圍為108 nm，半高全寬為61 nm，輸出平均功率達3 mW。
　　 5、研制基于組合型調(diào)諧濾波器的超寬帶窄瞬時線寬線性掃頻激光光源。組