新型全光纤交叉偏振光学相干层析成像系统地研究

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：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天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复

2、印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要偏振敏感光学相干层析成像技术（PS-OCT）是在传统OCT的基础上发展形成的一种功能OCT，它通过测量分析探测光的偏振态的变化，来提取样品的偏振信息。交叉偏振OCT作为一种新型PS-OCT技术，不但可以反映样品的偏振敏感结构信息，而且可以更好的反映出样品浅表层的微结构。因此利用光学相干层析成像技术获取样品的交叉偏振图像也越来越受到人们的关注。本文在实验室原有工作的基础上，设计实现了一种基于单模光纤的新型全光纤交叉偏振光学相干层析成像系统(CP-OCT)，并在此基础上开展

3、了实验研究工作，主要包括：1.设计、实现了一套可行的全光纤交叉偏振敏感光学相干层析系统（CP-OCT），并对系统进行原理性分析。使用CP-OCT系统分别对玻璃片、中心波长为1310nm的4波片进行成像，从实验上验证了全光纤CP-OCT系统具有同时获取样品偏振敏感结构与偏振不敏感结构信息的能力。2.利用Jones矩阵分析推导出全光纤交叉偏振OCT系统的交叉偏振信号与同向偏振信号的数学表达式。从理论上说明CP-OCT系统两个交叉偏振信号的等价性。3.根据同向偏振信号与交叉偏振信号随样品光轴的变化规律，提出了一种基于非线性拟合的定量提取样品双折射与光轴的方法，并通过实验成功提取了1310

4、nm的4波片和2波片的相位延迟与光轴方向，验证了该方法的正确性。4.利用CP-OCT系统获取了在体皮肤的二维CP-OCT图像，结合人体皮肤的组织光学特性，对实验结果进行分析。5.建立牛牙的人工龋化模型，利用全光纤CP-OCT系统获取了人工龋化牛牙和天然龋化人牙的二维CP-OCT图像，结合牙齿的组织光学特性，对实验结果进行分析。关键词：光学相干层析；交叉偏振；同向偏振；在体皮肤；离体牙齿；双折射；光轴ABSTRACTAsadevelopmentfromconventionalOpticalCoherenceTomography(OCT),polarization-sensitive

5、OCT(PS-OCT)canutilizedepth-dependentchangesinpolarizationstateofdetectedlighttodeterminethelightpolarizationchangingpropertiesofasample.Cross-polarizedimagecanprovidebothpolarization-sensitiveinformationandamoreclearsub-surfacestructureofthesample.Asaresult,gettingthecross-polarizedimagebytheus

6、eofopticalcoherencetomography(OCT)becomemoreandmorepopular.Onthebasisoftheoriginalworkofourlaboratory,thispaperdesignedandimplementedanovelfiber-basedcross-polarizedopticalcoherencetomographysystem(CP-OCT),andlotsofexperimentalworkarecarriedout.1．Anovelfiber-basedcross-polarizedopticalcoherence

7、tomography(CP-OCT)systemisimplemented.Theimagesofaglassslide,a4waveplateatawavelengthof1310nmobtainedwiththesystemconfirmthatCP-OCT,whichcanprovidebothpolarization-sensitiveandpolarization-insensitiveinformationofthesample.2．Thee