光学相干层析(OCT)是一种无损伤的光学成像方法,能够提供实时的一维深度、二维横截面和三维形体图像,分辨率可达微米量级,成像深度具有厘米量级(1)。基于样品内不同材料层上反射的光信号,OCT图像包含了样品结构信息。它能够进行实时成像,并且通过对该技术进行选择性扩展,可以用双折射对比或功能性血液流动成像对其进行改良。

Thorlabs公司已经设计了大量了OCT成像系统,覆盖了各种波长、成像分辨率和速度,同时这些系统具备紧凑的设计,便于移动。

中心波长和带宽

Thorlabs公司目前提供中心工作波长为930纳米或1325纳米的OCT系统。中心工作波长与实际成像深度和系统分辨率有关。对于波长较短的OCT系统,例如我们930纳米波长的OCT系统,与波长为1325纳米的系统相比,具有更高的成像分辨率。如果需要对较强光散射特性的样品成像时,如生物组织,我们推荐使用工作波长较长的系统。较长的中心工作波长不会被散射影响,因此,光能够穿透到样品更深处并返回探测器。

OCT光源的光谱宽度与成像系统的轴向(深度)分辨率间接成比例关系。因此,可以用宽带光源来提供高轴向分辨率。

A-扫描/线速度

单个深度分布(强度与深度的关系)被称为A-扫描。B-扫描,或称之为二维横截面图,是逐点扫描OCT光束后将A-扫描结果按顺序结合起来得到的。B-扫描结果合成的速率取决于A-扫描或线速度。

对于频域OCT系统而言,A-扫描速率由探测光谱仪中相机的速率决定。对于扫频OCT系统而言,A-扫描速率则是由扫频激光光源的扫频速度决定的。A-扫描速率和OCT系统的敏感度之间存在一个权衡:较高的A-扫描速率会导致较低的敏感度。

 

敏感度

OCT系统的敏感度是用来描述样品内能从噪声中分辨出的最大允许信号衰减的参数。在实际中,具有较高灵敏度的OCT系统能够提供更高对比度的图像。由于OCT系统的灵敏度可以通过延长集成时间来提高,因此通常在A-扫描速率和灵敏度之间进行权衡。

视场(FOV)

FOV的长度(L)和宽度(W)是由扫描透镜的特性限制的。我们提供的所有OCT系统都具有10毫米 x 10毫米(L x W)的FOV。OCT系统可以探测的最大深度(D)由系统设计决定的。下表显示了我们提供的OCT系统在探测深度上的区别。但是,实际成像深度一般取决于样品的光学特性。我们设计的标准OCT在成像深度和轴向分辨率之间进行了平衡优化。若需要更大探测深度或更高分辨率的OCT系统,我们可以相应地定制配置。

分辨率

在OCT系统中,轴向(深度)和横向分辨率是由不同因素决定的。OCT系统轴向分辨率与光源的中心波长成正比,与光源带宽成反比。在实际应用中,也能通过改变样品的折射率来改善轴向分辨率 。例如,CALLISTO OCT系统的轴向分辨率在空气中为7微米,而在生物组织(n=1.35)等含水量较高的样品中则为5.2微米。

与普通显微镜原理相同,OCT系统的横向分辨率取决于成像探头中的聚焦物镜。Thorlabs公司的所有OCT系统都附带经本公司特殊设计的OCT扫描透镜,能够在整个视场范围内进行远心扫描。

选择指南


 Spectral Domain OCTSwept Source OCT
OCT SystemCALLISTOGANYMEDEHYPERIONTELESTOOCS1300SS
Center Wavelength930 nm1325 nm1325 nm
A-Scan/Line Rate1.2 kHz29 kHz110 kHzUp to 91 kHz16 kHz
Axial Resolution in Air7 µm5.8 µm6.5 µm12 µm
Lateral Resolution8 µm15 µm25 µm
Minimum FOV 
(L x W x D)
10 mm x 10 mm x 1.6 mm10 mm x 10 mm x 2.7 mm10 mm x 10 mm x 2.5 mm10 mm x 10 mm x 3 mm
Sensitivity105 dB91 dB86 dBUp to 106 dB100 dB
Key Performance FeatureHigh-Sensitivity ImagingHigh-Resolution Videl-Rate ImagingHigh-Speed ImagingWidely Versatile ImagingDeep Imaging with Polarization-Sensitive Capability