全光纤交叉偏振光学相干层析成像技术与应用

"新型全光纤交叉偏振光学相干层析成像系统" 光学相干层析成像技术（Optical Coherence Tomography, OCT）是一种非侵入性的高分辨率成像技术，它利用光的干涉原理来获取物体内部的深度信息。在交叉偏振光学相干层析成像（Cross-Polarization Optical Coherence Tomography, CP-OCT）中，这种技术进一步扩展，以揭示样品的偏振敏感结构信息以及浅表层的微结构细节。交叉偏振图像的获取对于理解和分析生物组织、材料科学等领域中的复杂结构具有重要意义。 该新型全光纤CP-OCT系统基于单模光纤构建，这使得整个系统的体积更小，更易于集成，并提高了系统的稳定性和可靠性。系统设计允许同时获取交叉偏振信号和同向偏振信号，从而提供更加全面的样品特性分析。其中，交叉偏振信号主要反映样品的偏振敏感特性，而同向偏振信号则关注的是样品的偏振不敏感信息。 琼斯矩阵理论是量子力学和电磁场理论的一个分支，用于描述光波在传播过程中的偏振状态变化。在这个系统中，研究人员运用琼斯矩阵理论推导出了交叉偏振信号和同向偏振信号的数学表达式，这是理解CP-OCT系统工作原理的关键。通过这些表达式，可以计算和解析出样品的各个层面的偏振特性。 实验部分，该系统成功地对玻璃片、λ/4波片（中心波长1310 nm）以及在体皮肤进行了成像。玻璃片和λ/4波片的成像验证了系统的偏振分辨能力，而在体皮肤的成像则证明了系统在生物医学应用中的潜力，能够同时获取偏振敏感和不敏感的信息，这对于皮肤病变检测、组织结构分析等医疗诊断具有重要价值。 总结来说，这个新型全光纤CP-OCT系统利用先进的光学技术和理论，实现了对样品的高分辨率、偏振敏感的成像，拓展了OCT的应用领域，尤其是在生物医学研究和临床诊断中。其创新性在于结合了全光纤设计和交叉偏振成像，提高了系统的性能并扩大了其适用范围。这一进展对于未来在生物组织分析、材料检测以及医学成像等领域将产生深远影响。