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一种基于量子点 半导体 放大器的光学相干 层析成像系统

阅读：503发布：2020-05-11

专利汇可以提供一种基于量子点半导体放大器的光学相干层析成像系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种基于量子点半导体放大器的光学相干层析成像系统。该系统的扫频激光器出射一束激光，经光纤传导入射到耦合器中，分为参考光和样品光，参考光和样品光分别对参考反射镜和样品进行扫描，参考反射镜的反射光与样品的背向散射光返回至耦合器上，并在耦合器上发生干涉，干涉信号经过双聚焦透镜汇聚，入射到量子点半导体放大器内进行放大，实现对干涉信号强度的放大，放大的信号经过光纤传导进入光电平衡探测器中转变成电信号并传输至采集卡中进行处理，然后传输到计算机上，得到样品信息的成像深度以及空间分辨率参数的二维或三维图像。本发明的优点是：利用量子点半导体放大器提高光学相干层析成像系统的成像深度以及分辨率参数。，下面是一种基于量子点半导体放大器的光学相干层析成像系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于量子点半导体放大器的光学相干层析成像系统，其特征在于，该系统包括扫频激光器、光纤、耦合器、准直透镜、参考反射镜、扫描透镜、双聚焦透镜、量子点半导体放大器、光电平衡探测器、采集卡和计算机；扫频激光器发出扫频激光，经光纤传导进入耦合器中，耦合器将光分为参考光和样品光，其中参考光经过光纤和准直透镜出射到参考反射镜上，然后再经过准直透镜和光纤返回至耦合器，样品光经过光纤和扫描透镜出射到样品上，样品的背向散射光经过扫描透镜和光纤返回至耦合器，并与返回的参考光在耦合器上进行干涉，干涉信号由光纤传导经过双聚焦透镜汇聚入射到量子点半导体放大器中，干涉信号经过量子点半导体放大器放大，放大的信号经过光纤传导进入光电平衡探测器中，光电平衡探测器将接收到的光信号转变成相应的电信号传输至采集卡中进行处理，处理后的信号传输到计算机上，即可得到样品信息的成像深度以及分辨率参数的二维或三维图像。
2.根据权利要求1所述的一种基于量子点半导体放大器的光学相干层析成像系统，其特征在于：所述的扫描激光器为1310nm的扫频激光器。

说明书全文

一种基于量子点 半导体 放大器的光学相干 层析成像系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种光学相干层析成像的系统装置，具体为一种基于量子点半导体放大器的光学相干层析成像系统。

背景技术

[0002] 现有光学相干层析成像系统是通过检测生物组织中的背向散射光来实现对生物组织的三维组织结构成像以及其他功能成像，由于生物组织的光学特性非常复杂，因此从样品中散射回去的光信号在经过吸收、色散等作用之后，其强度非常不利于光电探测器的检测，因此光学相干层析成像系统的成像深度以及分辨率参数一直无法得到实质性的提高。

[0003] 量子点半导体以其作为增益介质表现出许多独特的性能。以量子点结构作为有源区材料的半导体光放大器不仅可以获得较宽的增益带宽，而且具有高饱和输出功率和高比特率无码型效应的光信号放大和处理功能。本发明主要应用量子点半导体放大器实现对干涉信号的放大处理。

[0004] 对于高斯光束脉冲输入为Pin(τ)，经过量子点半导体放大器后输出为:

[0005] Pout(τ)＝Pin(τ)exp[h(τ)]

[0006] 其中h(τ)为总积分净增益。从而得到器件的增益关于时间的函数:

[0007]

[0008] 其中E0(τ)为高斯光束输入时的能量，ES为饱和能量，G0为起始增益。

[0009] 传统OCT系统干涉信号强度可以表示为：

[0010]

[0011] 经过量子点放大器放大之后的干涉信号的强度将会成倍的增加，其干涉信号的强度可以表示为：

[0012] I(k)＝G*I(k0)

[0013] 其中I(k0)为不加入量子点半导体放大器的光学相干层析成像系统的干涉信号的强度，G为量子点半导体放大器的放大倍数。

[0014] 经过量子点半导体放大器后干涉信号的强度增加了G倍，从而使得光学相干层析成像的分辨率和成像深度得到进一步的提升。

发明内容

[0015] 本发明的目的在于提供一种基于量子点半导体放大器的光学相干层析成像系统。该系统包括扫频激光器、光纤、耦合器、准直透镜、参考反射镜、扫描透镜、双聚焦透镜、量子点半导体放大器、光电平衡探测器、采集卡和计算机；扫频激光器发出扫频激光，经光纤传导进入耦合器中，耦合器将光分为参考光和样品光，其中参考光经过光纤和准直透镜出射到参考反射镜上，然后再经过准直透镜和光纤返回至耦合器；样品光经过光纤和扫描透镜出射到样品上，样品的背向散射光经过扫描透镜和光纤返回至耦合器，并与返回的参考光在耦合器上进行干涉，干涉信号由光纤传导经过双聚焦透镜汇聚入射到量子点半导体放大器中，干涉信号经过量子点半导体放大器放大，放大的信号经过光纤传导进入光电平衡探测器中，光电平衡探测器将接收到的光信号转变成相应的电信号传输至采集卡中进行处理，处理后的信号传输到计算机上，即可得到样品信息的成像深度以及分辨率参数的二维或三维图像。

[0016] 优选的，所述的扫描激光器为1310nm的扫频激光器。

[0017] 本发明的优点是：利用量子点半导体放大器解决光学相干层析成像系统干涉信号强度太小而不利于光电平衡探测器检测的问题，更好地提高光学相干层析成像系统的成像深度以及分辨率参数。附图说明

[0018] 图1是本发明的结构图；

[0019] 图中：扫频激光器01；光纤02、04、07、10、13；耦合器03；准直透镜05；参考反射镜06；扫描透镜08；样品09；聚焦透镜11；量子点半导体放大器12；光电平衡探测器14，采集卡
15；计算机16。

具体实施方式

[0020] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0021] 如图1，一种基于量子点半导体放大器的光学相干层析成像系统，该系统包括扫频激光器、光纤、耦合器、准直透镜、参考反射镜、扫描透镜、双聚焦透镜、量子点半导体放大器、光电平衡探测器、采集卡和计算机；扫频激光器发出扫频激光，经光纤传导进入耦合器中，耦合器将光分为参考光和样品光，其中参考光经过光纤和准直透镜出射到参考反射镜上，然后再经过准直透镜和光纤返回至耦合器，样品光经过光纤和扫描透镜出射到样品上，样品的背向散射光经过扫描透镜和光纤返回至耦合器，并与返回的参考光在耦合器上进行干涉，干涉信号由光纤传导经过双聚焦透镜汇聚入射到量子点半导体放大器中，干涉信号经过量子点半导体放大器放大，放大的信号经过光纤传导进入光电平衡探测器中，光电平衡探测器将接收到的光信号转变成相应的电信号传输至采集卡中进行处理，处理后的信号传输到计算机上，即可得到样品信息的成像深度以及分辨率参数的二维或三维图像。

[0022] 进一步的，所述的扫描激光器为1310nm的扫频激光器。

[0023] 以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

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