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光学相干层析成像技术(Optical Coherence Tomography,OCT)是一种无接触、高分辨率的生物医学组织微观成像技术。扫频OCT(SS-OCT)由谱域OCT(SD-OCT)技术演变而来,SS-OCT在成像速度和成像深度方面比SD-OCT更具优势。进一步研究成像速度快、微型探针实用化的SS-OCT系统具有现实意义。本文通过构建一种新型扫频光学相干层析成像系统,并研究其光学特性,为提高OCT成像速度、分辨率以及探针微型化水平提供新的思路和方法。本文的主要工作内容如下:(1)针对实际应用中对OCT技术快速成像的要求,制备一种用于光学相干层析成像系统的高速扫频光源,利用可调谐F-P滤波器和QW-SOA等光器件,通过傅里叶锁模方法提高扫频速率,获得的扫描范围为1260 nm~1360 nm,输出光功率强度为14.8 mW,其双向扫描频率为101 kHz,占空比为70.4%。(2)针对目前OCT探头尺寸大,无法满足OCT技术对人体组织内部管腔狭窄位置的成像问题,设计一种微球型全光纤透镜探针。根据光的传输特性,构建焦距与球直径的数学关系模型。以此为基础,制备直径分别为250,300,350μm的微球型全光纤透镜探针,并对探针的特性参数进行相关测试,表明探针的横向分辨率高,且传输特性好。(3)针对断层成像对组织不同深度的成像要求,提出将偏芯光纤(ECF)代替传统单模光纤(SMF)反射式光纤延迟线,作为OCT干涉光路的参考臂。利用ECF的纤芯偏移中轴线的特点,在矢量弯曲过程中纤芯伸缩,从而导致ECF中传输的光程发生连续变化,进一步改变两干涉臂的光程差,实现两臂之间更好的光程匹配,提高干涉条纹对比度。(4)针对OCT信号波数变化不均匀的问题,研究马赫-增德尔(Mach-Zehnder,M-Z)辅助干涉仪的光学k时钟光谱重采样方法,利用最邻近算法对原始OCT信号进行光谱重采样,通过对SS-OCT重采样信号的光谱整形、直流去噪、傅里叶变换及标准灰度级映射方法实现组织结构二维灰度重建。(5)搭建SS-OCT系统,通过参数实验测试,获得该系统的轴向分辨率为15.64μm,横向范围内最小可识别的尺寸为5.6μm,轴向扫描速度为101 kHz,空气中的成像深度为1.25 mm。并对多个叠加玻片进行成像实验。