迈克耳孙干涉仪高速OCT系统：非球面设计与消色差优化

本文主要探讨了一种基于迈克耳孙干涉仪的扫频线聚焦光学相干层析（OCT）系统的光学设计。光学相干层析技术是一种无损微米级深度成像方法，常用于生物医学领域，特别是眼科检查。在这个设计中，关键的创新点在于照明和投影系统。 在照明系统部分，非球面光束整形透镜组被引入，它的作用是优化入射激光光束的质量，将其从圆形或椭圆形变为理想的高斯光束形状。通过这样的整形，可以确保光在样本中的传播更为均匀，减少不必要的散射和失真，从而提高成像的分辨率和信噪比。柱透镜组则被用来实现线聚焦，这样就减少了系统的扫描维度，显著提升了成像速度，对于实时动态观察具有重要意义。 投影系统的设计是另一个核心环节。针对近红外波段，通过选择不同的材料组合，如特殊的光学介质或滤光片，来消除色差问题，使得图像的色彩准确无误。这有助于获取更准确的深层信息。设计了两种不同的投影系统，其中远心光路的结构进一步降低了系统误差，提高了整个系统的稳定性。 在光学设计软件Zemax的非序列模式下，研究者模拟了参考臂和样品臂通过分束镜的光线路径，并进行了精确的光线追迹分析，以验证迈克耳孙干涉仪的存在和工作原理。这种仿真验证了该OCT系统确实具备干涉成像的能力，即通过对比两个光路的相位差来获取样品的深度信息。 这篇论文展示了迈克耳孙干涉仪在高速、高品质光学相干层析系统中的应用，包括如何优化激光光束、消除色差、以及通过精确的光学设计确保系统的稳定性和效率。这些技术的进步对于提升光学相干层析技术在生物医学检测中的应用有着重要的实际价值。通过这样的设计，光学相干层析技术有望在临床诊断、疾病监测等领域发挥更大的作用。