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光学相干层析技术(Optical Coherence Tomography,OCT)基于低相干干涉原理,通过探测样品内部结构的后向散射光对其进行层析成像,具有非侵入式、高分辨率、成像速度快和易于与内窥镜等其它技术相结合的特点,适用于生物组织、古文字画、工业等多个领域进行无损检测。本文的主要研究对象为谱域OCT系统,针对传统的谱域OCT系统因机械扫描引起的相位不稳定和成像速度受限等问题,设计研制了一套采用柱面镜产生线聚焦照明的谱域OCT系统,无需任何机械扫描直接对样品二维截面快速成像,并基于此系统进行成像实验,论文的主要研究工作如下:1.对比分析现有OCT系统结构,深入研究了线聚焦照明谱域OCT系统成像原理,分析线聚焦谱域OCT系统的几个主要性能参数,以及影响系统性能和成像质量的因素。2.设计搭建了线聚焦照明的谱域OCT系统,并对系统整体光路结构进行建模仿真。利用ZEMAX的序列模式对系统横向并行探测范围、样品经系统光路后成像质量进行仿真研究;利用ZEMAX非序列模式对系统的干涉性能、所探测干涉光谱进行仿真研究,分析设计系统的可行性,并为实验提供依据,最终通过平面反射镜对系统进行搭建。3.建立了成像干涉光谱信号模型,提出了优化系统的数据处理算法。分别从去噪声、光谱重采样、光谱整形三个方面详细阐述了数据优化的方法,对比分析处理前后的数据图像,并基于MATLAB软件的GUI界面设计,开发了系统的软件模块,包括相机控制、干涉图像采集、数据处理及图像重建。4.基于搭建的线聚焦谱域OCT成像系统,对反射镜面进行成像及优化处理,并通过点扩散函数(Point Spread Function,PSF)的峰值和半高宽进行分析计算,测得系统的轴向分辨率为11.72μm、线照明中心成像深度为1 mm、并行横向探测范围为8 mm的性能参数,最后对硬币样品进行层析成像。