《光学相干层析信号的模拟分析与计算》.pdf

第 56 卷 第 7 期 2007 年 7 月 物 　理 　学 　报 Vol. 56 ,No. 7 ,July ,2007 ( ) 10003290200756 07 386106 ACTA PHYSICA SINICA 2007 Chin. Phys. Soc. 光学相干层析信号的模拟分析与计算 贾亚青 　梁艳梅 　朱晓农 (南开大学现代光学研究所 ,光电信息技术科学教育部重点实验室 ,天津　300071) ( ) 2006 年 10 月 9 日收到;2006 年 10 月 30 日收到修改稿 　　对传统的模拟介质散射响应函数的蒙特卡罗算法的计算过程进行了改进 ,提出光子不可分割的假设 ,这样可 以避免人为选定光子被吸收阈值的不确定性; 同时采用双曲线法模拟入射高斯光束 ,解决了对表面为非平面介质 ( ) ( ) 的传输信号进行模拟的问题. 通过对盖玻片 平面 与眼角膜 曲面 的光学相干层析探测信号及层析图的数值模 拟 ,并与相应实验结果进行比较 ,证实了该方法与假设的可行性. 关键词 : 光学相干层析 , 蒙特卡罗法模拟 , 散射 PACC : 0760 , 4225K, 1380 有关 ,不再受人为设定的阈值的影响. 本文以双曲线 1 引 言 法模拟光子进入样品界面前的高斯光束 ,与常用的 卷积法模拟高斯光束入射不同[12 ] ,双曲线法可模拟 ( 样品表面为非平面的情况. 在文章最后给出了应用 自从第一篇有关光学相干层析 optical coherence ) [1 ] ( ) tomography ,OCT 技术的研究论文发表以来 , 以优 以上理论和方法模拟的OCT 系统对盖波片 平面 ( ) 化 OCT 系统、提高其图像质量为目的的各种理论模 与眼角膜 曲面 成像结果 ,并与实验结果进行了分 拟工作相继得到发展. 最早的 OCT 模型从单次散射 析比较 ,证实了新方法与新假设的可行性. 理论出发 ,将光在颗粒介质中的传输和散射问题应 [2 ] 用于 OCT 中 . 这种模型的局限性是只限用于高反 2 OCT 线性系统分析理论 射组织的表层散射. 为了找到时间分辨的光程与厚 组织中 OCT 的回向散射信号间的关系 ,Pan 等引入 　　由光的干涉理论可知 ,OCT 系统中从样品散射 [3 ] 回的光场与参考镜反射回的光场叠加后的光场强 了线性系统理论分析方法 . Thrane 等在扩展的惠 更斯菲涅耳原理的基础上 ,利用互相干函数建立了 度为 OCT 系统的光学理论描述[4 ] . Tycho 等利用蒙特卡罗 I ( τ) = I S + IR