基于数值算法的频域光学相干层析成像特性优化

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1、中文图书分类号：O438.1密级：公开UDC：535学校代码：10005硕士学位论文MASTERALDISSERTATION论文题目：基于数值算法的频域光学相干层析成像特性优化论文作者：王博晨学科：物理学指导教师：江竹青教授论文提交日期：2017年4月UDC：535学校代码：10005中文图书分类号：O438.1学号：S201406053密级：公开北京工业大学理学硕士学位论文题目：基于数值算法的频域光学相干层析成像特性优化英文题目：OPTIMIZATIONONIMAGINGCHARACTERICSOFFREQUENCY-DOMAINOPTICALCOHERENCETOMOGRAPHYWI

2、THALGORITHM论文作者：王博晨学科专业：物理学研究方向：光信息处理与光通信器件申请学位：理学硕士指导教师：江竹青教授所在单位：应用数理学院答辩日期：2017年5月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：王博晨日期：2017年5月25日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京

3、工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：王博晨日期：2017年5月25日导师签名：江竹青日期：2017年5月25日摘要摘要光学相干层析成像是一种基于迈克逊干涉仪原理的双光束干涉成像技术（OpticalCoherenceTomography，OCT），具有非接触、无损探测的光学成像特点。在频域光学相干层析成像（FrequencydomainOCT）中，物光和参考光的干涉光谱中包含了样品深度方向上的全部信息，不需要对样品进行

4、轴向扫描，即可通过傅里叶逆变换方法获取样品深度方向上的轴向信号强度。由于频域光学相干层析成像的非接触、无损探测、高分辨率的特点，近年来该技术已经在生物医学成像领域得到了广泛的应用。本文对影响频域OCT成像深度和轴向分辨率的因素进行了探究，找到了层析图成像深度下降的主要原因。使用相移方法消除了层析图中降低成像深度的干扰项。基于光纤光路实验系统，使用数值算法对采集到的多幅干涉光谱进行复谱构造。分别使用两步相移方法和三步相移方法消除层析图中的干扰项（直流项、寄生项、镜像），提高了频域OCT系统的成像深度。本文阐述了色散展宽效应产生的原因，得出色散展宽效应导致轴向分辨率降低的结论，使用希尔伯特变

5、换法，提取了干涉光谱的相位，通过迭代法对干涉光谱的相位进行调制，从而消除相位中的二阶色散相位。评价层析图不同深度位置上的二阶色散系数，拟合出二阶色散系数曲线，提出连续色散补偿方法，实现了对层析图整个深度方向进行色散补偿，有效地解决了层析图色散欠补偿和过补偿的问题。关键词：频域光学相干层析术；层析成像；连续色散补偿；相移法；色散系数IAbstractAbstractOpticalcoherencetomographyisakindoftwo-beaminterferenceimagingtechnique(OpticalCoherenceTomography,OCT)basedonM

6、ichelsoninterferenceprinciple,whichhascharacteristicsofnon-contactandnon-invasiveopticalimaging.Thereisnoneedforaxialscanningofthesampleinthefrequencydomainopticalcoherencetomography(FD-OCT)thatcanreceivetheinterferencespectrumproducedbytheobjectbeamandreferencelight.Thestructuralinformationinthe

7、sample-depthdirectioniscontainedwithintheinterferencespectrum.ByusingtheFouriertransformtotheinterferencespectrum,scatteringpotential(axialsignalintensity)canbeobtained.FrequencydomainOCTofnoaxialscanninghasbeenwidelya