高速高灵敏NDFT Swept源光学相干断层成像系统

本文档主要探讨了一种基于非均匀离散傅立叶变换（Non-uniform Discrete Fourier Transform, NDFT）的高速高灵敏度扫频光源光学相干断层成像（Swept Source Optical Coherence Tomography, SSOCT）系统的设计与实现。在当前的光学相干成像技术领域，扫频光源的优势在于其能够提供宽光谱范围，从而提高图像的深度分辨率和对比度。 首先，作者开发了一款采用高速扫频激光源的SSOCT系统，这种激光源能够连续地覆盖广泛的频率范围，使得成像过程更为高效。非均匀离散傅立叶变换是一种创新的数据处理方法，它在处理SSOCT数据时，相比于传统的均匀采样方式，能够更好地保留频域信息的细节，从而提高图像的质量和重建速度。 为了进一步验证NDFT方法的有效性，研究者还引入了基于马赫-曾德尔干涉仪（Mach-Zender Interferometer, MZI）的频率校准方法以及常规的数据插值方法作为比较。Mach-Zender干涉仪作为精密的频率基准，能确保频率准确性和稳定性，而常规插值方法则是对数据进行填充，以实现连续的频谱重建。 实验结果显示，基于NDFT的SSOCT在轴向分辨率上与采用Mach-Zender校准和常规插值方法的SSOCT相当，显示出NDFT方法在数据处理上的优势。这表明，非均匀离散傅立叶变换在SSOCT系统中的应用不仅提高了成像性能，还简化了数据处理流程，对于提升整体系统的效率和实用性具有重要意义。 这项研究为光学相干成像技术的发展提供了新的视角，特别是在扫频光源的应用和数据处理算法上。通过引入NDFT，SSOCT系统能够在保持高分辨率的同时，实现更快的数据处理速度，这对于临床应用和科学研究都有着显著的价值。未来的研究可能进一步探索如何优化NDFT在不同类型的光学成像系统中的性能，以满足日益增长的成像需求。