医用光学透视和光学层析术的新进展

介绍早期癌症诊断的超快光学时间选通成像技术的最新进展，叙述对厚细胞组织的超快时间选通成像原理和飞沙透射光学相干层析术。     

基于光学相干层析术的组织光学性质测量

通过在光学相干层析成像(OpticalCoherenceTomography,OCT)模型中考虑多重散射的影响,提出了一种提取出不同深度处的组织光学性质,包括散射系数和各向异性因子的算法.当把吸收系数作为算法中的第三个拟合参量时,能减少算法拟合过程中由于吸收作用的影响而带来的误差.基于包含吸收因子的OCT扩展模型,改进的算法也能够提取出吸收系数.这些算法的有效性通过对聚苯乙烯微球溶液样品的测量实验得到验证.     

结合计算层析与光学相干层析测量折射率分布

通过将计算层析技术与光学相干层析技术相结合,测量散射介质非均匀折射率分布。该方法测量散射样品折射率分布时,通过光学相干层析技术测量散射样品折射率分布在多个方向上的投影,采用计算层析技术实现对样品折射率分布的层析重建,克服了传统折射率光学测量方法如单纯的基于光学相干层析原理的焦点追迹法和光程匹配法,不能测量散射介质非均匀折射率分布的缺点。采用该方法在实验中对梯度折射率棒的径向相对折射率分布进行层析重建,取得了较好的实验结果。     

基于FPGA的快速全场光学相干层析方法

针对全场光学相干层析术实用化时成像速度不高的问题,提出一种基于FPGA控制的相位调制快速全场光学相干层析系统成像方法.首先用FPGA搭建电路以产生频率可调的高准确度正弦信号与脉冲信号,然后利用所产生的信号作为调制频率,采用四步移相法获取光学断层图像.采用该方法对洋葱表皮细胞进行光学断层成像,并与传统相移法及采用单片机调制方式获取的图像进行对比,结果表明该方法不仅能提高成像质量,且对高分辨率光学断层图像的采集时间从目前的4s(0.25 Hz)减少到0.03~0.05s(20Hz~35Hz),提高了系统的成像速度.     

光学相干层析系统相干传递函数研究

在弱物体近似下从成像系统角度对光学相干层析测量技术进行了理论研究。分析了该技术测量样品纵深结构时图像的形成机理。结果表明它相当于一复振幅线性平移不变系统，从而可用相干传递函数描述系统性能，所得相干传递函数表明系统具有低通特性，半峰值带宽△ｋ＝２△λ／λ＾２。由于物体频谱整体平移了１／λ，测量的是纵向结构的高频信息。本文的工作为定量分析光学相干层析对未知结构的测量结果及进一步提高空间分辨率提供了理论     

光学相干层析图像的处理研究

提出一种基于各向异性扩散算法Catté模型的图像处理改进方法,通过对阈值k的修改以控制扩散强度,可实现在平滑光学相干层析图像的同时保护图像的边缘特征.对不同样品的光学相干层析图像处理.实验结果表明,改进后的算法更有利于噪音的滤除和边缘特征信息的保护.     

光学相干层析图像的小波去噪方法研究

光学相下层析成像过程中产生的噪声恶化了其成像质量.提高图像的信噪比一直是光学相干层析系统研制中一个焦点问题.根据光学相干层析系统采集的原始图像的信号和噪声分布的特点,对双变量收缩的小波去噪方法进行了改进,增加噪声系数比较多的子带的死亡地带半径来去除图像的噪声.利用对比度噪声比率、信噪比和边缘保持参数等评价指标来评价图像的改善效果.结果表明该方法能有效地去除噪声并可保留光学相干层析原始图像的边缘特征.     

光学相干层析信号的模拟分析与计算

对传统的模拟介质散射响应函数的蒙特卡罗算法的计算过程进行了改进,提出光子不可分割的假设,这样可以避免人为选定光子被吸收阈值的不确定性;同时采用双曲线法模拟入射高斯光束,解决了对表面为非平面介质的传输信号进行模拟的问题.通过对盖玻片（平面）与眼角膜（曲面）的光学相干层析探测信号及层析图的数值模拟,并与相应实验结果进行比较,证实了该方法与假设的可行性.关键词：光学相干层析蒙特卡罗法模拟散射     

从迈克耳孙干涉仪到光学相干层析术

介绍了迈克耳孙干涉仪在物理学发展史上的重要作用及生物医学成像技术的发展状况．从迈克耳孙干涉仪的发展过程出发,讨论了光学相干层析术的原理、特性及其在生物医学成像、物理学、材料科学中的应用,并将频谱光学相干层析术与傅里叶变换光谱术作了比较,最后讨论了它在教学上的意义．     

用于眼检的光学相干层析成像技术研究

利用光学相干层析（OCT-Optical Coherent Tomography）技术可以透过低透明介质,特别是生物组织成像,介绍了基于1310nm波长稳定光源的OCT实验装置,实验装置采用SLD超辐射二极管光源,利用该装置对番茄皮进行了实际OCT图样采集,研制成的实验系统具有10μm左右的纵向分辨率,最后对进一步提高眼检OCT系统的性能进行了研究。     

光学相干断层扫描成像新技术OCT

光学相干层析成像技术（optical coherence tomography,简称OCT）是一种新型成像方法,在生物医学和材料等许多领域有广泛的应用。本文介绍了OCT的基本原理,并给出了用该装置对生物组织样品的成像结果。此外还用计算机图像处理的方法,使得图像分辨率得到了进一步提高。     

光学相干层析系统的耦合效率分析

在高斯光束传输理论的基础上,利用矩阵光学原理和高斯光束耦合理论,得出光学相干层析系统中参考反射镜的空间位置对系统耦合效率影响的表达式,并用计算机模拟系统的耦合效率与参考反射镜和棒透镜间的距离及参考反射镜偏转角度的关系曲线。实验结果和理论分析相符合。     

一种新的生物医学用快速实时低相干显微成象原理

本文讨论了一种将共焦显微术与迈克耳逊干涉术相结合,并利用宽带低相干光源相干长度短的特点而形成的一种可对高密度非透明样品进行显微成象的方法,并将这种显微成象方法与共焦显微成象方法进行了比较,最后讨论了一种快速实时成象的原理,基于这种原理设计的仪器将为生物和医学工作者提供一种新的非侵入测量和诊断手段.     

求解光学CT图象重建问题的广义脉冲谱技术研究

间接法是目前实现医学诊断用近红外光三维成象(光CT)的最有潜力的手段之一.该方法基于以下假设,即给定分别对应于不同点激励源作用下成象组织体表面各点的传输光测量.在组织体内存在着与上述检测量相对应的、唯一的光学参数三维分布.由此,图象重建变成了特定光子传输模型的逆问题.本文提出采用广义脉冲谱技术(Generalized Pulse Spectrum Technique,GPST)进行光学CT图象重建逆问题的求解.给出了GPST在扩散方程光子传输模型逆问题求解中的具体实现,数值实验结果表明,通过选择合适的复频率点,采用GPST算法的图象重建结果优于其它现有算法,且响应时间合理.最后,本文还初步讨论了吸收和散射系数重建中复频率点选择的一些基本原则。     

1GHz梳状波调制1.3μmDFB半导体激光器皮秒超短光脉冲产生的实验研究

本文介绍一种采用高重复率梳状波电流调制1.3μm分布反馈(DFB)半导体激光器产生皮秒超短光脉冲的技术。采用1GHz重复率尖脉冲电流直接调制1.3μm半导体激光器产生了最短15ps、输出平均功率为4.5mW的超短光脉冲。     

光学相干层析系统实时方案研究

提出采用压电陶瓷相位调制器取代机械纵向往复移动参考镜的方案，它极大地提高了光学相干层析系统的实时性。     

High performance wavelength-swept laser with mode-locking technique for optical coherence tomography

We demonstrate a Fourier-domain mode-locked wavelength-swept laser that uses a polygon-based narrowband optical scanning filter and a high-efficiency semiconductor optical amplifier. Peak and average output powers of 98 mW and 71 mW have been achieved, respectively, without an external amplifier, while the wavelength was swept continuously from 1247 nm to 1360 nm. A unidirectional wavelength sweeping rate of 7452 nm/ms (65.95 kHz repetition rate) was achieved by using a 72 facet polygon scanner with a rotation rate of 916 revolutions per second. The instantaneous linewidth of this laser is 0.09 nm, which corresponds to a coherence length of 16 mm. This laser is most suitable for optical coherence tomography applications.     

用于蓝光存储的无机材料的研究及进展

光存储朝着高密度、大容量、高数据传输率方向发展。下一代的光盘记录将从目前广泛使用的红光波段向蓝光波段发展。本文综述了可用于蓝光记录的新一代超高密度光盘无机存储材料的研究现状和新进展。     

Enhancement of imaging depth and definition for optical coherence tomography by using sodium chloride agent

Sodium chloride (NaCl) water solution of different concentrations has been applied to human fingers to improve the imaging depth and the definition of optical coherence tomography images. It is found that the saturated NaCl solution of 36% concentration leads to the most effective enhancement, which is observable 1 min after the agent is applied to a sample surface. In contrast, for unsaturated NaCl agent of less than 30% concentration, both imaging depth and imaging definition first decrease for the initial few minutes and then increase. In general, reduction of NaCl concentration results in not only less enhancement of image quality but also longer leading time for the effect to be seen than that with saturated solution.