偏振oct雙路信號硬件處理系統(tǒng)

1、 偏振 偏振 OCT 雙路信號硬件處理系統(tǒng) 雙路信號硬件處理系統(tǒng) Double-channel Signal Processing System Based PS-OCT 學科專業(yè)：光學工程 研 究 生：黃 銳 指導教師：陳 曉 冬 教授 天津大學精密儀器與光電子工程學院 二零一二年十二月 摘 要 OCT（Optical Coherence Tomography，光學相干層析技術）是一種光學成像技術，利用弱相干光干涉的基本原理，

2、檢測生物組織等光散射介質，獲取微米級的三維結構圖像。OCT 具有非接觸、無損傷、高分辨率等特點。偏振 OCT 是一種功能 OCT，它通過偏振光成像獲取生物組織的反射率和雙折射率分布。利用偏振 OCT 檢測病患組織雙折射性質的改變，可作為組織功能和結構上的診斷依據(jù)。 本文對偏振 OCT 的成像原理進行研究，并完成理論推導分析，在此基礎上，設計偏振 OCT 雙路信號硬件處理系統(tǒng)。 系統(tǒng)包括全光纖化的偏振 OCT 光路、 實現(xiàn)放大、增益補償和

3、帶通濾波的模擬電路、進行數(shù)據(jù)處理和同步控制的基于FPGA 的數(shù)字電路、實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)?USB 模塊和計算機上進行圖像實時顯示的軟件平臺。 論文主要完成以下工作： 1. 采用光纖等光學器件搭建偏振 OCT 系統(tǒng)光路，獲取干涉光信號。 2. 設計放大電路，實現(xiàn)對弱信號的 100 倍放大；設計增益補償電路，實現(xiàn)對不同深度信息的不同倍率放大，改善信號隨深度增加而衰減的現(xiàn)象；設計帶通濾波器，消除直流分量和噪聲，提高信噪比。 3. 設計 AD 轉換

4、電路，將模擬信號轉換為數(shù)字信號；設計 FPGA 電路并編寫 Verilog 程序， 實現(xiàn)對數(shù)字信號的帶通濾波、 正交解調、 振幅相位解調、中值濾波和 RAM 緩存； 設計雙工 USB 模塊， 實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸及指令發(fā)送；設計圖像顯示軟件平臺，實現(xiàn)反射率和雙折射率圖像的實時顯示。 4. 設計滯回比較器，通過快速掃描延遲線信號產(chǎn)生 FPGA 的同步控制基準信號，實現(xiàn)軟、硬件系統(tǒng)的同步運行。在 FPGA 中設計狀態(tài)機，完成對一次縱向掃描中空狀態(tài)、