OCT扫描头

四大特点
低f-theta畸变产生几何校正的图像,而不需进行大量后期图像处理。
OCT扫描头与自建显微镜的联用可显著扩展系统功能,尤其在多模态成像和跨尺度观测(表面+深层)场景中优势突出。
工作原理
在光学相干断层(OCT)和其它激光器扫描成像系统中,通过一定范围的角度,扫描入射到透镜的孔径(入瞳)背面的激光束。扫描透镜转换了在透镜视场的像平面形成的光斑位置。远心扫描透镜设计用于在成像平面的每个扫描位置产生均匀的光斑尺寸,该方法可形成样本的高质量图像。一般地,激光扫描显微系统配有带套筒透镜的扫描透镜,从而产生一个无穷远校正的光学系统。然而,大多数OCT系统设计用于没有扫描套筒透镜的扫描透镜。
当在OCT配置中使用LSM扫描透镜设计一个成像系统时,调节设计波长、齐焦距离、扫描距离、入瞳和扫描角规格,来最大化成像质量是很重要的。例如,入射光直径越大,聚焦光斑尺寸越小。然而,由于渐晕和/或增加的像差,扫描角的范围由于光束的增加而减小。
对于单振镜的系统,扫描透镜入瞳的中央与振镜的枢轴点重合。当使用单振镜时,扫描距离由透镜的安装表面到振镜的枢轴点测得。如图1所示。
如果成像系统使用两个振镜(一个用来扫描X方向,一个用来扫描Y方向),入瞳位于两个振镜间,如图2所示。扫描距离为透镜的安装表面到离透镜(d1)最近的振镜枢轴点的距离加振镜枢轴点到入瞳(d2)的距离。最小化两个振镜间的距离是很重要的,因为当入瞳和光束控制枢轴点不重合时,成像质量会降低。这主要是由于光束扫描样本而会光程变化。图1和2分别为包含一个和两个振镜的成像系统。


图1 使用一个振镜时,入瞳位于振镜的枢轴点。
图2 使用两个振镜时,入瞳位于两个振镜间。
可接受定制参数的定义

齐焦距离(PD)
PD是从扫描透镜安装平面到扫描透镜前焦平面间的距离。

工作距离(WD或LWD)
扫描透镜外壳的尖端和扫描透镜的前焦平面间的距离定义为WD。

入瞳大小(EP)
如果使用单振镜,入瞳(EP)位于振镜的枢轴点。当使用两个振镜时,EP位于两个振镜间。EP的大小指定为使成像系统分辨率最大化的平行激光束直径。

扫描角(SA)
由振镜反射的激光束以一定角度入射到透镜。根据透镜光轴测量的角度为扫描角。规格表中列出的为所允许的最大扫描角范围。

视场(FOV)
FOV是指在样本上所成像的分辨率与扫描透镜规定的分辨率相同或更优的最大区域尺寸。在光学系统中假定了扫描透镜适当的利用率。在操作中,扫描点的位置在视场中。

扫描距离(SD)
SD为孔径平面间的距离,即入瞳位置,以及被定义为安装螺纹底座的物镜安装平面背面。关于这些透镜,安装平面相邻于透镜的那些螺纹或螺纹平面。当使用两个振镜时,在两振镜的中间出现孔径平面。而使用一个振镜时,单振镜的枢轴点与孔径平面重合。

景深(DOV)
DOV参数对应前焦平面两侧的平行平面间的距离,该平面的束斑直径为前焦平面的√2倍。作为OCT的一般例子,该参数在没有使用套筒透镜时的光学系统设计中是有用的,此时的前焦平面也是样本平面。当套筒透镜与扫描透镜配对使用时,像平面位于扫描透镜和套筒透镜间;然后通过显微镜物镜控制样本处的景深。