【摘 要】
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光学相干层析成像（Optical coherence tomography,OCT）技术作为一种非侵入、高分辨的光学干涉成像技术,已成功应用于眼科成像并成为临床常规工具。近年来,OCT也在其它医学领域及工业无损检测领域表现出了巨大潜力。根据OCT的成像机理,它非常适合对层状结构成像,因此OCT适用于无损检测领域中的厚度测量。然而,由于材料对光的吸收和散射导致的光衰减,OCT成像深度有限（毫米级）。
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光学相干层析成像（Optical coherence tomography,OCT）技术作为一种非侵入、高分辨的光学干涉成像技术,已成功应用于眼科成像并成为临床常规工具。近年来,OCT也在其它医学领域及工业无损检测领域表现出了巨大潜力。根据OCT的成像机理,它非常适合对层状结构成像,因此OCT适用于无损检测领域中的厚度测量。然而,由于材料对光的吸收和散射导致的光衰减,OCT成像深度有限（毫米级）。这使得基于OCT的厚度测量仅限用于透明材料或者薄材料。为了解决上述瓶颈,本论文开展了双视场OCT成像及其应用的研究,具体的工作内容如下:1.提出了双视场OCT的成像理论,设计了双视场OCT的成像方案。通过对非透明材料的两面同时成像,获取其两侧的三维表面轮廓,从而实现对非透明材料厚度的测量。此外,该系统还可以克服穿透深度和聚焦深度的限制,有实现弱散射材料的全深度成像的潜力。2.在传统扫频OCT的成像理论基础上,设计和搭建了基于1050nm扫频光源的双视场OCT系统。在硬件上,双视场OCT系统通过设计两个对称的样品臂来实现样品的双侧同时成像。在软件上,通过LABVIEW平台实现了系统的硬件控制、数据采集及显示模块,通过MATLAB平台实现了信号处理和后续分析。系统的轴向分辨率为10.2μm,横向分辨率为31.4μm,单侧光在空气中的最大成像深度为3.8mm。用标准载玻片对测厚性能进行评估,精度为3μm。3.基于双视场OCT系统的人工晶体检测研究,包括厚度、折射率以及屈光度的测量。双视场OCT系统同时生成人工晶体两侧的无失真轮廓,根据三维曲面轮廓可以准确地计算出人工晶体的厚度、折射率及屈光度参数。本文选取低、中、高屈光度（5D、20D、28D）的人工晶体对该方法进行评估,结果表明,该方法能够通过单次三维成像实现所有关键参数的测量,从而对人工晶体进行全面、准确的评价。综上,本文设计了一种新颖的双视场OCT成像方法,并利用该方法成功实现了非透明材料厚度的精确测量以及人工晶体关键参数的检测,使OCT在无损检测领域的应用得到了拓展。
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