专利名称：基于棱镜的双通光学延迟线的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学相干层析系统的技术领域，尤其涉及一种基于棱镜的双通光学延迟线。
背景技术：
光学相干层析系统(即Optical Coherence Tomography,也即OCT)是一种新型的非接触、高分辨率的光学探测系统，它通过光学干涉的方法对目标进行纵向扫描，最后通过两维或三维重建，得出目标的结构信息、多普勒信息以及偏振信息。因此它可广泛应用于医学成像、各种工业损伤探测应用之中。但是由于生物样品或玻璃样品对宽带光谱会产生色散，使得光学相干层析系统的点扩散函数产生拓展，降低了成像的精度及信噪比。因此对样品进行色散补偿可有效地提高成像的精度及信噪比，对提高光学相干层析系统的实用性有重要意义。光学延迟线为一种光学结构，其能够实现群延迟和相延迟分离控制，具有色散补偿的功能，可用于光学相干层析系统中参考臂和样品臂的色散匹配。目前的色散延迟线多是基于衍射光栅的色散能力进行设计的例如现有专利U. S. 6，564，089、ZL 200610052463. 8、ZL200710069738. 3均是基于衍射光栅的色散延迟线，这种方法具有精度高，色散能力强等特点，但是由于光栅存在着成本高，耦合效率低，衍射效率不高，调试困难等因素，它的使用受到了限制。而基于棱镜的光学延迟线具有耦合效率高等特点，专利 U. S. 7，417，741B2给出了一种基于棱镜的光学延迟线，但是它是一种单通的光学延迟线，不能很好地利用棱镜的色散能力。
发明内容
为了解决现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种基于棱镜的双通光学延迟线，用以克服现有的基于光栅的光学延迟线中的光栅存在着成本高，耦合效率低，衍射效率不高，调试困难等问题，以及克服单通的光学延迟线不能很好地利用棱镜的色散能力的问题，从而达到提供一种双通光学延迟线，其具有成本低、光能利用率高的优势。本发明解决上述技术问题采用的技术方案为一种基于棱镜的双通光学延迟线， 由准直镜、棱镜、傅立叶透镜、接收反射镜和反射镜组成；入射光经过准直镜准直后入射到棱镜，由棱镜的色散进行分光，经过色散分光后的光线通过傅立叶透镜聚焦到接收反射镜； 被接收反射镜反射的光线经过傅立叶透镜和棱镜后入射到反射镜上，反射镜将光线反射， 使其经原路依次通过棱镜、傅立叶透镜、接收反射镜、傅立叶透镜、棱镜、准直镜返回到最初的入射处，达到了双通的目的。进一步的，所述接收反射镜与光轴有一夹角α从而对不同的波长产生一个固定的相位调制量。进一步的，棱镜的出射中心点位于傅立叶透镜的前焦面上，棱镜的出射中心点与傅立叶透镜的距离为傅立叶透镜的焦距f·，接收反射镜置于傅立叶透镜的后焦面上，接收反射镜与傅立叶透镜的距离为f·，傅立叶透镜将出射光聚焦于接收反射镜。本发明与现有技术相比的优点在于本发明提供的一种基于棱镜的双通光学延迟线，克服了光栅型色散延迟线成本高，光能利用率低的缺陷，本发明具有成本低、光能利用率高的优势。
图1是本发明基于棱镜的双通延迟线的结构示意图。图2是本发明中基于棱镜的双通延迟线的傅立叶光学相干层析系统结构示意图。上述图中，1为准直镜；2为棱镜；3为傅立叶透镜；4为接收反射镜；5为反射镜；6 为光轴；7为低相干光源；8为光隔离器；9为宽带光纤耦合器；10、11、16均为偏振控制器； 12为光纤准直器；13为扫描振镜；14、19均为透镜；15为样品；17为光纤准直器；18为光栅；20为线扫描相机。
具体实施例方式下面结合附图详细介绍本发明。如图1所示，本发明提供的一种基于棱镜的双通光学延迟线，由准直镜1、棱镜2、 傅立叶透镜3、接收反射镜4和反射镜5组成。入射光从某处S处入射，经过准直镜1准直后入射到棱镜2，由棱镜2的色散进行分光，经过色散分光后的光线通过傅立叶透镜3聚焦到接收反射镜4，由于接收反射镜4与光轴6有一个固定的微小夹角α，被接收反射镜4反射的光线经过傅立叶透镜3和棱镜2后入射到反射镜5上，反射镜5将光线反射，使其原路返回依次通过棱镜2、傅立叶透镜3、接收反射镜4、傅立叶透镜3、棱镜2、准直镜1到达S 处。其中，接收反射镜4与光轴6有一个固定的夹角α，从而对不同的波长产生一个固定的相位调制量。棱镜2的出射中心点位于傅立叶透镜3的前焦面上，棱镜2的出射中心点与傅立叶透镜3的距离为傅立叶透镜3的焦距f·，接收反射镜4置于傅立叶透镜3的后焦面上，接收反射镜4与傅立叶透镜3的距离为f·，傅立叶透镜3将出射光聚焦于接收反射镜4。如图1所示，入射光经过准直镜1准直成平行光，平行光的光斑直径为d。平行光以一定角度入射到棱镜2中，平行光在棱镜中折射，其下边的边长为1。平行光在棱镜2中传播，由棱镜2的色散能力，分成不同波长的光，以不同的角度出射。不同波长λ与中心波长人。的光的夹角Δ θ为ΑΘ = —ΑΧ
d
rlfi其中尸=7是棱镜的色散，Δ λ = λ-λ。。由棱镜2的光学特性，不同波长经棱
αλ
镜2折射后的出射光还是平行光。这些平行光由傅立叶透镜3聚焦，并由接收反射镜4反射。接收反射镜4与光轴有一定的角度α。反射光经过傅立叶透镜3准直后，入射到棱镜 2中，并由棱镜2折射后入射到反射镜5中。经过反射镜5反射后，光线经原路返回到最初的入射处S，实现以双通光学延迟。
波长λ的光经过双通光学延迟线的相位改变量为
权利要求
1.一种基于棱镜的双通光学延迟线，其特征在于，其由准直镜(1)、棱镜O)、傅立叶透镜(3)、接收反射镜(4)和反射镜( 组成；入射光经过准直镜(1)准直后入射到棱镜(2)， 由棱镜O)的色散进行分光，经过色散分光后的光线通过傅立叶透镜C3)聚焦到接收反射镜⑷；被接收反射镜⑷反射的光线经过傅立叶透镜⑶和棱镜⑵后入射到反射镜(5) 上，反射镜(5)将光线反射，使其经原路依次通过棱镜O)、傅立叶透镜(3)、接收反射镜 G)、傅立叶透镜(3)、棱镜O)、准直镜(1)返回到最初的入射处。
2.根据权利要求1所述的一种基于棱镜的双通光学延迟线，其特征在于所述的接收反射镜与光轴(6)有一夹角α。
3.根据权利要求1所述的一种基于棱镜的双通光学延迟线，其特征在于棱镜O)的出射中心点位于傅立叶透镜(3)的前焦面上，棱镜O)的出射中心点与傅立叶透镜(3)的距离为傅立叶透镜(3)的焦距f·，接收反射镜(4)置于傅立叶透镜(3)的后焦面上，接收反射镜(4)与傅立叶透镜(3)的距离为f·，傅立叶透镜(3)将出射光聚焦于接收反射镜 ⑷。
全文摘要
本发明提供一种基于棱镜的双通光学延迟线，其由准直镜(1)，棱镜(2)、傅立叶透镜(3)，接收反射镜(4)和反射镜(5)组成；入射光经过准直镜(1)准直后入射到棱镜(2)，由棱镜(2)的色散进行分光，经过色散分光后的光线通过傅立叶透镜(3)聚焦到接收反射镜(4)；被接收反射镜(4)反射的光线经过傅立叶透镜(3)和棱镜(2)后入射到反射镜(5)上，反射镜(5)将光线反射，使其经原路依次通过棱镜(2)、傅立叶透镜(3)、接收反射镜(4)、傅立叶透镜(3)、棱镜(2)、准直镜(1)返回到最初的入射处。本发明具有光耦合效率高，结构简单，成本节约的优点，可提高傅立叶域光学相干层析系统的成像效果。
文档编号G01N21/17GK102520505SQ20111039995
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月4日 优先权日2011年12月4日
发明者何益, 史国华, 张雨东, 李喜琪 申请人:中国科学院光电技术研究所
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
