光学相干断层成像中三区环形相位滤波器实现轴向超分辨率

本文主要探讨了在光学相干断层成像（Optical Coherence Tomography, OCT）中利用三区环形相位滤波器实现轴向超分辨率的技术。轴向超分辨率是指通过优化图像的深度分辨率，使得在有限的光源相干门限内，提高图像在垂直（轴向）方向上的细节识别能力。传统的OCT系统中，点扩散函数（Point Spread Function, PSF）的中心峰可能会超出光源确定的相干区域，从而导致侧峰对图像质量的影响。 作者ZHIHUADING、YANG NI和JIEMENG来自浙江大学现代光学仪器国家重点实验室，他们设计了一种特殊的OCT探头，其中的核心创新在于采用了一种三区环形相位滤波器。这个滤波器的作用是将PSF的中央部分的宽度控制在光源决定的相干门限范围内，同时有效地削弱或消除其侧峰，从而减少不相关的信号干扰。通过对比插入滤波器前后的深度响应测量，实验结果显示，这种技术能够实现约20%的轴向分辨率提升。 在生物样本，如新鲜橙子组织上进行的成像实验验证了这一技术的有效性。它不仅提高了深度分辨能力，而且没有引入额外的负面效应，因为相位滤波器与OCT固有的相干门相结合，能够有效地抑制侧峰的影响。因此，研究者得出结论，通过这种环形相位滤波器，可以在保持OCT系统原有优点的同时，显著增强轴向空间分辨率，对于生物医学成像等领域具有重要的应用潜力。 这项工作对于推动光学相干成像技术的发展，尤其是在生物医学检测中的精细结构分析具有重要意义，可能为未来的临床诊断和治疗提供更精确的图像信息。此外，该技术还为其他光场成像技术的优化提供了新的思路，例如在光谱域OCT中实现更高分辨率的图像获取，对于科研和工业界来说都是一次重要的突破。