基于LED照明的时域全场OCT成像系统设计

为了进一步降低成本并提高成像的速度与精度,提出了一种基于发光二极管(LED)照明的全场时域光学相干层析成像技术(OCT)系统。用LED作光源、采用带反馈的闭环四步移相法采集信号,阐述了其成像原理,并进行了系统结构研究、理论分析和实验验证。结果表明,系统的相干长度为23μm,轴向分辨率达到了11.8μm,横向分辨率为19.8μm,单幅图的采集时间为2.15 ms;与以往的OCT扫描方式相比,该方法减小了实现成本,并具有更快的扫描速率以及更高的精度,有着很大的使用价值。该研究为开发超高速、高精度的低成本OCT系统提供了参考。     

一种基于频域OCT测量眼镜镜片折射率的方法

折射率(refractive index, RI)是眼镜镜片的重要参数,影响眼镜镜片的厚度和舒适程度。RI的精确测量,能够为屈光不正患者选择合适的镜片提供指导。本文提出了一种利用频域光学相干层析(optical coherence tomography, OCT)系统测量成型眼镜镜片RI的方法。利用放置镜片前后两次干涉的图样和简单的数据分析计算即可得到待测成型镜片的RI。介绍了使用这种方法的工作原理以及装置,首先对一个K9玻璃材质透镜RI进行测量,结果为1.507(1 310 nm),相对误差不超过2%,以此验证了该方法的合理性、可行性。随后利用此方法对一只成型眼镜镜片进行了测量,得到其RI为1.554(1 310 nm),测量结果的扩展不确定度为0.008 6(k=2)。该方法属于非接触测量,不会对成型镜片造成损坏,操作简便,测量相对误差较低,可基本满足对于成型眼镜镜片RI的测定精度要求。     

快速扫频光源及其在光学频域成像中的应用

基于快速扫频光源的光学频域成像技术足新一代光学相干层析成像(OCT)技术,相比传统时域OCT技术,具有成像速度快、灵敏度高等优势,是OCT领域乃至生物医学光学成像领域最活跃的研究热点之一.综述了快速扫频光源的研究现状与最新进展,介绍了基于快速扫频光源的光学频域成像技术与应用,并就目前该领域存在的主要问题以及技术发展的趋势进行了探讨.     

基于频域OCT的生物组织折射率测量研究

提出了一种利用频域光学相干层析系统测量生物组织折射率的方法.与时域OCT下的光程匹配法相比,该方法充分地发挥了频域OCT测量速度快的优势,只需要在放置样品前后进行两次干涉光谱测量,经傅立叶变换等数据处理后即可得到折射率.测鞋过程简单,操作简便,测量速度快,极大地缩短了样品在空气中暴露的时间,提高了测量的准确性.利用该方法测量了标准样品熔石英及真实样品黄瓜浅表层1 300 nm波长下的折射率,验证了该方法的有效性和可靠性.     

频域偏振敏感光学相干层析系统的研制及应用研究

偏振敏感光学相干层析(PS-OCT)是在OCT技术基础上发展起来的一种可以测量样品偏振特性的层析测量方法.本文将具有更快扫描速率及更高灵敏度的频域OCT技术与偏振特性测量相结合,研制了频域PS-OCT系统,纵向分辨率达到了11 μm,实现了高于260 Hz的扫描速率,获得了样品双折射、Stokes向量的偏振信息图像.该实验系统对肌腱、肌肉纤维等生物组织样品进行的应用实验显示了PS-OCT成像方法在生物医学成像中的独特优势和发展潜力.     

基于谱分析的高分辨率白光OCT的研究

提出了一种基于谱分析的白光光学相干层析术(OCT)的方法.使用卤素灯光源作为白光源,建立了迈克尔逊干涉仪系统.当从物体反射回来的光和从参考平面镜反射回来的光在相干长度以内,将发生干涉,干涉信号通过光谱仪进行分析,实际测得了系统的低相干波形,得到了相干长度为1.5 μm的低相干信号,纵向分辨率精度高,有利于测量细胞级的生物体.     

基于OCT高精度定量的视网膜光生理功能成像技术

视网膜光生理是视网膜在受到光刺激后产生的一系列生理反应,在一定程度上可以客观反映视网膜的功能。其中,视网膜光图技术（ORG）是一种新近发展起来的、可以精确量化视网膜光生理响应的功能成像技术,它通过光学相干层析成像（OCT）配合可见光刺激,结合峰值检测与散射强度分析,精确测量视网膜在受到光刺激后产生的形态和光学特性变化,而通过与自适应光学技术及相位分析技术相结合,可以达到微米级的横向分辨力、纳米级的轴向空间分辨力和毫秒级的时间分辨力,能够实现对视网膜单细胞级别的光生理功能成像。在硬件上,ORG只需要在OCT系统上增加一个光刺激单元,尽管目前尚处于技术开发与信号机理探索阶段,但在未来形成一系列的标准后,有望在眼科基础研究与临床诊断中获得广泛的应用。系统回溯了采用OCT进行视网膜光生理功能成像的历史,总结了ORG的最新进展,并讨论了未来ORG的几个潜在发展方向。     

全光纤口腔OCT系统偏振波动自动消除方法研究

采用法拉第旋转效应自动消除伞光纤口腔光学相十层析(OCT)成像系统巾光纤Miehelson干涉仪干涉臂单模光纤中随机偏振态变化对十涉信号的影响,使得无论样品臂和参考臂光纤中光偏振态如何发生变化,干涉信号始终保持最强.介绍了该方法的基本原理、获得了离体牙齿稳定十涉信号和二维OCT图像.     

基于透射式RSOD的平衡探测型OCT系统

报道了一种适用于平衡探测型光学相干层析(OCT)成像系统的透射式快速扫描光学延迟线(RSOD).该透射式RSOD主要由反射型闪耀光栅、傅里叶透镜、快速扫描振镜、直角棱镜和反射镜组成.具备了反射式RSOD同样的相位调制、轴向扫描、调节色散功能.实验表明,基于透射式RSOD构建的平衡探测型OCT系统,与基于反射式RSOD的非平衡探测型OCT系统相比,图像质量明显提高.     

基于自适应调光的恒照度LED照明系统设计

本文设计了一个基于自适应调光的恒照度LED照明系统,本照明系统将光照强度的感应,信息的传输,驱动信号的占空比的决策,以及LED的亮度调节等集成于一个系统中,实现了LED照明系统的自适应调光。实验结果表明本照明系统可以根据外界环境光照的强弱自适应调节LED照明系统的光输出强度,保证环境光与照明系统的光的总和是一个不变的量,从而实现整个光照环境的恒照度照明。本文的研究成果在节约照明能源,提高人们的照明体验等方面具有重要的实用意义。     

基于频域变换的两平晶互检求解算法

提出了一种平面绝对检验的频域面形恢复算法。算法基于两平晶互检方法,对其中一个被测面增加不同旋转角度的测量。通过频域求解算法,可以恢复出被测面的三维绝对面形分布。该数值处理重建算法利用快速傅里叶变换(FFT)和线性滤波处理测量数据。将本文算法结果同传统Zernike多项式拟合算法结果进行了对比,结果吻合较好。3个面的最大PV(peak to valley)值偏差为0.027λ,最大RMS(root mean square)值偏差为0.003λ。实验结果表明,本文算法即使在高空间分辨率的情况下,误差传递也较低,同时计算效率较高。     

用数据处理的方法消除扫速不稳对OCT图像的影响

建立了一个光纤结构的扫描延时的光学相关层析成像(OCT)系统。扫描平台速度不稳会影响成像质量。介绍了用付立叶变换方法将采样信号转换到频域处理的过程中,合理选择信号频域分布的质心位置和频带宽度等参数,可消除由于扫速不稳造成的图像失真。     

一种基于大功率LED照明灯的可见光通信系统

基于强度调制及直接检测(IM/DD)原理,利用18×1 W大功率白光LED照明灯,以开关键控和二进制非归零码(OOK-NRZ)调制方式实现了可见光通信(VLC)系统的室内单向下行通信.为优化LED光源的布局,对光链路视线(LOS)信道损耗进行了理论分析,对LED光源建模并进行光线追迹仿真.系统采用基于TCP/IP的VL...     

基于FPGA的LED屏控制器设计

通过对大型户外全彩LED显示屏的研究,基于FPGA设计了一种LED显示屏的控制系统。该系统主要工作基于Altera公司提供的DE1开发板上进行设计,在Quartus II的软件开发环境下,采用层次化设计,用Verilog HDL语言建立分频时钟模块、数据采集和重组模块、扫描驱动模块,最后连接成一个整体的系统模块,进行仿真和调试,完成FPGA控制系统的设计。通过SPI通信协议发送数据,完成了64×64的LED屏的图形显示,从而验证了LED大屏幕的设计方法。本方案实现的显示控制系统方法,满足目前LED大屏幕区域显示和高速处理图像数据的要求,具有稳定性高、设计灵活等特点。     

基于PWM的LED调光系统设计

作为一种新的、最有潜力的光源,LED照明以其节能、环保等的优势越来越受到人们重视。本文设计了一套LED光源调光系统,主要包括MCU微处理器控制模块、输出调光控制模块等。采用微控制器输出PWM控制信号实现PWM全数字调光,进而使大功率LED亮度全范围调光,可有效实现节能减排的目的。     

基于白光LED的可见光通信系统设计

基于白光LED提出一种可见光通信(Visible Light Communication,VLC)系统设计方案。详细给出了该方案的系统原理与组成、可见光通信发射机设计和可见光通信接收机设计,并给出了信号光/电转换、电信号调制/解调以及最终将传输的数据信息解调还原出来的详细过程。测试结果表明,该系统实现了可见光数据传输的功能,具有通信距离远、可靠性高及体积小等优点。     

侧光式LED液晶电视背光模组设计原理

液晶电视背光模组作为设计的关键,正从LCD向LED模组、从小尺寸LED向大尺寸LED模组转变。在LED模组设计中如何将LED点光源转化成均匀的面光源,同时保证必要的光能量利用率,是背光源设计所面临的两大议题。尤其在大尺寸背光模组中,为降低成本,需在设计之初,对背光模组的各个器件进行整体考虑和计算。仿真实验结果证明,中心辉度为≥420 cd/m²;亮度均匀性≥76%;色坐标、视角、画质等均符合设计要求。