技术特征：
1.一种基于光计算的强度调制式光学相干层析成像系统，其特征在于：该成像系统包括宽带光源（1）、第一耦合器（2）、噪声源（3）、色散器件（5）、第一环形器（6）、第二环形器（7）、第一聚焦透镜（10）、反射镜（11）、第二聚焦透镜（12）、二维扫描系统（13）、第一偏振控制器（15）、第二偏振控制器（16）、第二耦合器（17）、平衡探测器（18）、计算机（19）、强度调制器（20）；所述宽带光源（1）用于发出宽带光，并将发出的宽带光输出至强度调制器（20）；所述强度调制器（20）用于接收宽带光源（1）发出的宽带光，并对接收到的宽带光进行强度调制，之后输出强度调制后的宽带光至色散器件（5）；强度调制器（20）对接收到的宽带光进行强度调制时是由噪声源（3）输出的波形进行控制的；所述色散器件（5）用于接收强度调制器（20）输出的强度调制后的宽带光，并对接收到的宽带光进行色散后输出色散后的宽带光给第一耦合器（2）；所述第一耦合器（2）用于接收色散器件（5）输出的色散后的宽带光，并将接收到的色散后的宽带光分为参考光和测量光，测量光输出至第一环形器（6）的一端口，参考光输出至第二环形器（7）的一端口；所述第一环形器（6）的一端口用于接收第一耦合器（2）输出的测量光，并将接收到的测量光通过第一环形器（6）的二端口输出至第二聚焦透镜（12）；所述第二聚焦透镜（12）用于接收第一环形器（6）的二端口输出的测量光，并对接收到的测量光进行会聚后输出至二维扫描系统（13）；第二聚焦透镜（12）还用于接收二维扫描系统（13）输出的原路返回的测量光，并对接收到的原路返回的测量光进行会聚后输出至第一环形器（6）的二端口，第一环形器（6）的三端口将接收到的原路返回的测量光输出至第一偏振控制器（15）；所述二维扫描系统（13）用于接收第二聚焦透镜（12）输出的测量光，并对接收到的测量光进行偏转后使偏转后的测量光照射到待测样品（14）上，测量光在待测样品（14）处原路返回至二维扫描系统（13）上，二维扫描系统（13）再将原路返回的测量光进行偏转后使偏转后的测量光输出至第二聚焦透镜（12）；所述第一偏振控制器（15）用于接收第一环形器（6）的三端口输出的测量光，并对接收到的测量光进行偏振调节后输出偏振调节后的测量光至第二耦合器（17）；所述第二环形器（7）的一端口用于接收第一耦合器（2）输出的参考光，并将接收到的参考光通过第二环形器（7）的二端口输出至第一聚焦透镜（10）；第二环形器（7）的二端口用于接收第一聚焦透镜（10）输出的反射后的参考光并将接收到的反射后的参考光通过第二环形器（7）的三端口输出至第二偏振控制器（16）；所述第一聚焦透镜（10）用于接收第二环形器（7）的二端口输出的参考光，并对接收到的参考光进行会聚后输出至反射镜（11），第一聚焦透镜（10）还用于接收反射镜（11）反射的参考光，并将反射后的参考光输出至第二环形器（7）的二端口；所述反射镜（11）用于接收第一聚焦透镜（10）输出的参考光，并将接收到的参考光进行反射至第一聚焦透镜（10）；所述第二偏振控制器（16）用于接收第二环形器（7）的三端口输出的参考光，并对接收到的参考光进行偏振调节后输出偏振调节后的参考光至第二耦合器（17）；所述第二耦合器（17）用于接收第一偏振控制器（15）输出的测量光，还用于接收第二偏
振控制器（16）输出的参考光，测量光和参考光在第二耦合器（17）内进行干涉后输出干涉光至平衡探测器（18），平衡探测器（18）将干涉光转换为电信号并输出至计算机（19），计算机（19）根据接收到的电信号进行数据处理后得到待测样品（14）的结构信息。2.根据权利要求1所述的一种基于光计算的强度调制式光学相干层析成像系统，其特征在于：所述根据电信号得到待测样品（14）的结构信息的方法为：第一步，将电信号进行自相关运算，得到该电信号的自相关函数；第二步，将第一步得到的电信号的自相关函数乘以窗函数，得到抑制杂波后的自相关函数；第三步，将第二步得到的抑制杂波后的自相关函数进行傅里叶变换，得到傅里叶变换结果；第四步，截取第三步得到的傅里叶变换结果的正频率范围并取模，再取对数，得到对数域的图像信息即待测样品（14）的结构信息。3.根据权利要求1所述的一种基于光计算的强度调制式光学相干层析成像系统，其特征在于：所述根据电信号得到待测样品（14）的结构信息的方法为：第一步，将电信号进行自相关运算，得到该电信号的自相关函数；第二步，将第一步得到的电信号的自相关函数乘以窗函数，得到抑制杂波后的自相关函数；第三步，将第二步得到的抑制杂波后的自相关函数进行傅里叶变换，得到傅里叶变换结果；第四步，截取第三步得到的傅里叶变换结果的正频率范围并取模，再开方，得到线性域的图像信息即待测样品（14）的结构信息。4.根据权利要求2或3所述的一种基于光计算的强度调制式光学相干层析成像系统，其特征在于：所述第二步中，窗函数为高斯窗、切比雪夫窗、汉宁窗、布莱克曼窗或海明窗。5.根据权利要求1所述的一种基于光计算的强度调制式光学相干层析成像系统，其特征在于：所述第四步中，取对数时以2、自然常数e或10为底。6.根据权利要求1所述的一种基于光计算的强度调制式光学相干层析成像系统，其特征在于：所述噪声源产生的随机噪声信号波形为高斯白噪声型波形。7.根据权利要求1所述的一种基于光计算的强度调制式光学相干层析成像系统，其特征在于：所述色散器件（5）为色散光纤。8.根据权利要求1所述的一种基于光计算的强度调制式光学相干层析成像系统，其特征在于：所述宽带光源的工作波段采用850nm、1064nm、1310nm和1550nm中的一种。9.根据权利要求1所述的一种基于光计算的强度调制式光学相干层析成像系统，其特
征在于：所述宽带光源输出的光为直流光或具有波动的准直流光。
技术总结
本发明涉及一种基于光计算的强度调制式光学相干层析成像系统，属于光计算和生物医学光子学成像技术领域。该成像系统包括宽带光源、噪声源、色散器件、环形器、聚焦透镜、反射镜、二维扫描系统、偏振控制器、耦合器、平衡探测器、强度调制器；在本发明中，使用强度调制器对宽带光进行调制，进而利用色散介质对光信号进行实时全光处理，使参考光与测量光的干涉信号的时域波形包含了特定的干涉光谱的信息，最终通过数据处理得到干涉光谱所对应的待测样品的结构信息。本发明避免了传统方法中所必需的复杂、昂贵的设备。并且由于光计算的实时光学处理等特点，使得本发明具有低成本、高速度的成像优势。的成像优势。的成像优势。
技术研发人员：张晓 钟浩哲 曹良齐
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：2023.09.04
技术公布日：2023/10/10