...分享:超高解析度光學相干斷層掃描(UHR-OCT)與SuperK超連續譜光源

  超高解析度光學相干斷層掃描(UHR-OCT)是一種非常寶貴的工具，可實現樣品的微米級橫截面或3D成像。主要應用於醫學中的組織分析，製造中亞微米結構的可視化等。

  高解析度光學顯微鏡能研究樣品的表面或淺層，光學相干斷層掃描(OCT)相比於高解析度光學顯微鏡來說，還能夠對正在研究的樣品進行橫截面或3D成像，這是OCT技術的一個巨大的優勢。總之OCT具有非接觸、非侵入、成像速度快(實時動態檢測)、無損傷、無輻射等諸多優點。

  OCT成像原理是20世紀90年代逐步發展而成的一種新的三維層析成像技術。在過去的20多年中，OCT已發展成為眼科學中必不可少的成像工具，尤其是對視網膜和周圍組織的詳細分析。當然OCT的應用也不僅局限於眼科學，在眼科領域之外，人們也用OCT進行了越來越多的研究。

  OCT有幾種不同的實現方式：

  — 時域OCT(TD-OCT)

  — 頻譜域OCT(SD-OCT)也稱為傅立葉域OCT(FD-OCT)

  SD-OCT還可以分為：

  — 基於光譜儀的OCT(Sp-OCT)，其中使用寬帶光源(例如SuperK超連續譜光源)來產生幹涉光譜，並使用高速光譜儀檢測，通常具有數千像素和亞納米光學解析度

  — 掃描源OCT(SS-OCT)，其中可調諧光源快速掃描相關光譜範圍，並且幹涉儀的光譜響應由單個或平衡檢測器檢測。

  這些技術中的每一種都有不同的優點和缺點，這使得它們或多或少地與特定應用相關。

  SuperK超連續譜光源可用於所有上述實現方式中。對於SS-OCT，SuperK超連續譜光源可與快速掃描帶通濾波器一起使用，以有效掃描中心波長。而大多數SuperK超連續譜光源已經應用於基於光譜儀檢測(Sp-OCT)的SD-OCT。

  NKT Photonics公司的SuperK超連續譜光源提供了與UHR-OCT相關的幾個關鍵參數：

  — 極高的光學帶寬

  — 出色的空間連貫性

  — 高光功率密度

  — 低噪聲

圖：NKT Photonics公司SupeK EXTREME OCT系列低噪聲超連續譜光源

圖：SupeK EXTREME OCT系列超連續譜光源典型輸出光譜

圖：SupeK EXTREME OCT系列超連續譜光源相對強度噪聲曲線(RIN噪聲)

  使用SuperK超連續譜光源的OCT應用系統數量正在迅速增加。同時，NKT Photonics公司還有豐富的濾波配件可供選擇。例如專用於OCT系統的可見紅外分光濾波器(OCT-SPLIT)等。

圖：NKT Photonics公司OCT-SPLIT濾波器

圖：通過OCT-SPLIT濾波器後的透過率曲線

  SuperK超連續光源應用於OCT的論文如下：

  1、Simultaneous optical coherence tomography and lipofuscin autofluorescence imaging of the retina with a single broadband light source at 480nm by Minshan Jiang, Tan Liu, Xiaojing Liu, and Shuliang Jiao, published in Biomedical Optics Express, Vol. 5, Issue 12, pp. 4242-4248 (2014)

  2、All fiber ultra-high resolution Fourier domain optical coherence tomography for old master paintings By Chi Shing Cheung, Marika Spring and Haida Liang

  3、Feasibility of the Assessment of Cholesterol Crystals in Human Macrophages Using Micro Optical Coherence Tomography By Manabu Kashiwagi, Linbo Liu, Kengyeh K. Chu, Chen-Hsin Sun, Atsushi Tanaka, Joseph A. Gardecki, Guillermo J. Tearney, published in PLoS ONE 9(7) (2014).

  4、Ultra-high-resolution and ultra-high-sensitive optical micro-angiography based on supercontinuum light source By Zhongwei Zhi, Lin An, Jia Qin and Ruikang K. Wang, published in SPIE proceedings Vol. 7889 (2011).

  5、Non-invasive imaging and monitoring of rodent retina using simultaneous dual-band optical coherence tomography By Peter Cimalla, Anke Burkhardt, Julia Walther, Aline Hoefer, Dierk Wittig, Richard Funk and Edmund Koch, published in SPIE proceedings Vol. 7889 (2011).

  6、Simultaneous dual-band optical coherence tomography in the spectral domain for high resolution in vivo imaging By Peter Cimalla, Julia Walther, Mirko Mehner, Maximiliano Cuevas, and Edmund Koch, published in Optics Express, Vol. 17, Issue 22, pp. 19486-19500 (2009)

  7、Phase-dispersion light scattering for quantitative size-imaging of spherical scatterers By Tasshi Dennis, Shellee D. Dyer, and Andrew Dienstfrey

  8、Shear ?ow-induced optical inhomogeneity of blood assessed in vivo and in vitro by spectral domain optical coherence tomography in the 1.3 μm wavelength range By Peter Cimalla, Julia Walther, Matthaeus Mittasch and Edmund Koch

  9、Gangnus, Sergei V., and Stephen J. Matcher. 「Visible-light OCT spectrometer for microvascular oximetry.」 Proceedings of SPIE, the International Society for Optical Engineering. Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers, 2008.