全场相干层析系统参考光相位调制方法的研究-张爽.docx
《全场相干层析系统参考光相位调制方法的研究-张爽.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《全场相干层析系统参考光相位调制方法的研究-张爽.docx(64页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、硕士学位论文全场相干层析系统参考光相位调制方法的研究姓名:张爽申请学位级别:硕士专业:测试计量技术及仪器指导教师:钟毓宁;许忠保20100501摘 要光学相干层析技术(OCT)是上世纪90年代提出的一种新型诊断成像技术,能 非侵入性地对活体内部机构及其生理功能进行可视化观察,在生物医学领域具有 很高的应用价值。OCT技术使用宽带光源,利用光外差探测技术提取信号,其关键 部分是如何从大量背景噪声中提取微弱的层析信号。参考光相位调制技术则关系 到层析信号的有效探测。本文提出了一种基于压电陶瓷控制参考镜的正弦相位调 制方法来提高扫描速度,便于层析信号的提取及分析处理。本文选取全场相干层析成像技术(F
2、F-OCT)作为研宄对象,在阐述OCT基本 原理及其关键技术的基础上,分析了 FF-OCT的成像特点和背景噪声,并由此确定 出参考光相位调制方法的基本思路:采用50Hz理想正弦波经数字移相电路后驱动 压电陶瓷带动反射镜振动,利用频率-同步探测技术、积分方法,以最大限度剔除 各种背景和散射噪声为目标,通过控制正弦波的相位和振幅来保证参考光获得最 佳调制信号。其中,数字移相电路通过单片机延时计数脉冲实现移相,采用锁相 技术使移相信号与参考信号的频率完全相同,且精度很高。同时,考虑到压电陶 瓷驱动器本身固有缺陷,本文提出采用模糊自整定PID控制器控制、校正压电陶 瓷。最终,实现了参考臂的扫描控制,为
3、层析信号的有效探测提供了根本保证。在文章结尾部分的实验结果证明了该参考光相位调制方法加入FF-OCT系统中 的可行性和有效性,为进一步研宄OCT技术奠定了基础。关键词:光学相干层析,全场相干层析,参考光相位调制,压电陶瓷,模糊自整 定 PIDAbstractOptical coherence tomography (OCT) is a new diagnostic imaging technology, which was proposed in the early 1990s, it allows for noninvasive visualizing of internal tissue
4、structure and physiology, and reveals great application value in biomedicine. OCT can obtain a small coherence signal with broadband sources and optical heterodyne detection, and the key part of OCT is how to extract of the weak coherence signal from the background noise. On the other hand, the phas
5、e modulation of reference light has a close bearing on the detection of coherence signal. In this paper, a method of sinusoidal phase modulation based on PZT controlling reference mirror is presented, which can increase the scan rate, and help extracting and processing the signal.In the paper, full-
6、field optical coherence tomography (FF-OCT) was selected as the research object. On the basis of introducing the basic principle and the key technology of OCT, analyzed the imaging features and the background noise of FF-OCT, and determined the basic thinking way for the modulation of reference ligh
7、t, that was in order to obtain the optimum modulation of reference light, an ideal discrete digital sine function at 50Hz with adjustable amplitude was used to adjust the vibrating of PZT, and frequency synchronism detection technology and integral method were also used to maximally reduce all kinds
8、 of background and scattered noise. Where, a digital phase shift techniques was used to adjust vibrating phase of PZT, which designed by a single chip computer delaying pulse, which has the same frequency and high accuracy with the phase lock technique. Considering the effect of PZT self defect, we
9、designed a self-adaptive fuzzy PID controller using in controlling and adjusting PZT. At last, this method achieved the scan control of reference arm, made sure of the reliable detection of the coherence signal.The results of experiments at the end of the paper demonstrated the feasibility of the ph
10、ase modulation technology of reference light in the FF-OCT system, and may be helpful for further research.Keywords: OCT, FF-OCT, the modulation of reference light, PZT, self-adaptive fuzzy PID满 炎 je蚩 大 赛学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,独立进行研宄工作所取 得的研宄成果。除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经
11、 发表或撰写过的研宄成果。对本文的研宄做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方 式标明。本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名: 日期: 年月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授 权湖北工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采 用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文作者签名:日 期 : 年 月 日指导教师签名:日 期 : 年 月 日第 一 章 绪 论光学相干层析成像技术是近十年迅速发展起来的、可对生物
12、组织进行非侵入 检测的新型光学诊断成像技术,在生物医学、材料分析、半导体器件质量检测等 许多不同领域具有重要的应用价值和广泛的发展前景。1.1光学相干层析成像技术及其发展概况光学相干层析成像技术的理论基础是早期的白光干涉测量法,也就是最初用 于测定微型光学元件内部缺陷、损伤等的光学相干域反射测量技术(Optical Coherence-Domain Refletometry,OCDR) 1。 OCDR利用宽带光源的低相干特性,通过测量探测光在组织内时间延迟和散射(或反射)强度,可对样品的内部微观结 构进行微米量级的高分辨率层析成像。不久,人们就认识到它还具有探测眼睛和 其它生物组织的能力。随着
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 全场 相干 层析 系统 参考 相位 调制 方法 研究
限制150内