rozprawa doktorska - Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki ...
rozprawa doktorska - Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki ... rozprawa doktorska - Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki ...
tłumienie wpływu względnego szumu natężenia światła RIN, co prowadzi z jednejstrony do zwiększenia użytecznego zakresu obrazowania przez redukcję wyrazówautokorelacyjnych oraz do poprawy czułości układu [59]. Polega ona na rejestracjisygnału za pomocą dwóch detektorów z przesunięciem fazy o π, po czym sygnałyelektryczne są odejmowane. Należy przede wszystkim zmodyfikować układinterferometru oraz dodać drugi detektor. Detekcję różnicową łatwo jest zrealizować dlaukładów pracujących z laserem strojonym. Dodanie drugiej fotodiody jest proste i niewymaga wielu zabiegów. Dodatkowo możliwe jest użycie dostępnych komercyjniemodułów diod różnicowych. Inaczej sprawa wygląda w przypadku spektralnejtomografii optycznej. Dodanie drugiego spektrometru [60] powoduje znaczny wzrostkomplikacji oraz kosztów układu. Ponadto wymaga dokładnego zestrojeniespektrometrów, tak aby pokrywały one dokładnie ten sam zakres rejestrowanychczęstości optycznych.Przykładowa realizacja układu interferometrycznego, który pozwala na zastosowaniedetekcji różnicowej przedstawiona została na Rys. 2. 4. Zaprezentowana konfiguracjajest jedną z wielu używanych w układach z laserami strojonymi [61-65]. Jedną z jejzalet jest możliwość dostosowania układu do laserów o względnie niskich optycznychmocach wyjściowych. Dobranie współczynnika transmisji pierwszego sprzęgaczakierunkowego, umożliwia osiągnięcie pożądanych mocy optycznych w ramieniuobiektowym.Ponieważ jak wspomniano sygnał prążków interferencyjnych jest tożsamy dla obumetod fourierowskiej OCT, skupimy się na początek na przypadku ogólnym. Nawejściu układu mamy zatem pewne szerokopasmowe źródło światła o widmowejgęstości mocy S 0 (k), zaś rejestracja sygnału OCT odbywa się przy pomocy dwóchdetektorów D1 oraz D2 (może to być para fotodiod lub spektrometrów).Zespolona wartość pola E padającego na sprzęgacz kierunkowy opisana jest zależnością(2.1). Podział na sprzęgaczu kierunkowym opisany natężeniowym współczynnikiemtransmisji β 1 dobrany jest najczęściej w taki sposób, aby większa część światłaemitowanego przez źródło prorogowała się dalej w ramieniu obiektowym układuinterferometrycznego.24
Rys. 2. 4 Schemat układu tomografu optycznego OCT przystosowanego do detekcji różnicowej.Zespolone wartości pola elektrycznego w kluczowych punktach układu oznaczone zostały jako E, E r , E p ,E D1 , E D2 . W ramieniu obiektowym umieszczono badany obiekt o p warstwachodbijających/rozpraszających, które położone są w osi z układu w odległościach z 1 , z 2 , …, z p od położeniaodpowiadającego pozycji zwierciadła referencyjnego. Symbolem SK oznaczono sprzęgacze kierunkowe.W obu symetrycznych ramionach układ światło przechodzi przez cyrkulator, następnieulega rozproszeni/odbiciu od zwierciadła referencyjnego oraz warstw badanego obiektui ponownie przechodzi przez cyrkulator, tym razem w kierunku drugiego sprzęgaczakierunkowego (kierunki propagacji światła w układzie oznaczone zostały czerwonymistrzałkami na Rys. 2. 4). Sumaryczny natężeniowy współczynnik transmisji przezcyrkulator wynosi γ c .Na wejściu drugiego sprzęgacza kierunkowego zespolona wartość pola pochodzącego zramienia referencyjnego interferometru ma postać:, (2.19)gdzie R r jest natężeniowym współczynnikiem odbicia zwierciadła referencyjnego (0≤ R r≤1), a czynnik 2 w argumencie funkcji wykładniczej wynika z faktu, iż światłow ramieniu referencyjnym pokonuje dwukrotnie drogę z r . Uwzględniono takżeprzesunięcie fazy o π przy założeniu odbicia normalnego od powierzchni zwierciadłareferencyjnego.Analogicznie możemy zapisać zespoloną wartość pola pochodzącego z ramieniaobiektowego:25
- Page 1 and 2: WYDZIAŁ FIZYKI, ASTRONOMIIIINFORMA
- Page 3 and 4: Spis treści1. WSTĘP .............
- Page 6 and 7: typowe rozdzielczości odpowiednio
- Page 8 and 9: pojedynczej linii zwiększono do 13
- Page 10 and 11: c) zwiększone wnikanie wiązki ska
- Page 12 and 13: 2. TEORIATomografia optyczna OCT z
- Page 14 and 15: óżnice jakie pojawiają się ze w
- Page 16 and 17: powracającego z ramienia referency
- Page 18 and 19: (2.6)gdzie Γ(z) jest funkcją kohe
- Page 20 and 21: mieszczącej się w zakresie obrazo
- Page 22 and 23: gdzie, i DC oznacza średni fotopr
- Page 26 and 27: (2.20)Powyższa zależność ma pos
- Page 28 and 29: i OCT z użycie laserów strojonych
- Page 30: Jeśli użyjemy jednocześnie obu k
- Page 33 and 34: Rys. 2. 7 Efekt skrócenia zakresu
- Page 35 and 36: kwadratu mocy wejściowej. Dodatkow
- Page 37 and 38: W rezultacie w obu metodach fourier
- Page 39 and 40: Uwzględniając zmianę położenia
- Page 41 and 42: najpowszechniejszym obiektem badań
- Page 43 and 44: Rys. 2. 11 Symulacja średnicy plam
- Page 45 and 46: 2.3. ŚWIATŁOWODOWY LASER STROJONY
- Page 47 and 48: wzmocnienie w różnych zakresach d
- Page 49 and 50: (2.56)gdzie η jest wydajnością k
- Page 51 and 52: Szerokość połówkową piku inter
- Page 53 and 54: zędu nawet kilku kilometrów (patr
- Page 55 and 56: Rys. 2. 16 Schemat budowy wnęki re
- Page 57 and 58: ograniczenia związanego z częstot
- Page 59 and 60: 3. UKŁAD EKSPERYMENTALNYOpisana w
- Page 61 and 62: pompowania towarzyszy także wzrost
- Page 63 and 64: Rys. 3. 5 Funkcja transmisji filtra
- Page 65 and 66: często stosuje się sygnał steruj
- Page 67 and 68: 3.1.3. ŚWIATŁOWODOWA PĘTLA OPÓ
- Page 69 and 70: światłowodowych, każdorazowo prz
- Page 71 and 72: Warto zauważyć, że dla drugiej z
- Page 73 and 74: Warto zauważyć, że stosowanie sp
tłumienie wpływu względnego szumu natężenia światła RIN, co prowadzi z jednejstrony do zwiększenia użytecznego zakresu obrazowania przez redukcję wyrazówautokorelacyjnych oraz do poprawy czułości układu [59]. Polega ona na rejestracjisygnału za pomocą dwóch detektorów z przesunięciem fazy o π, po czym sygnałyelektryczne są odejmowane. Należy przede wszystkim zmodyfikować układinterferometru oraz dodać drugi detektor. Detekcję różnicową łatwo jest zrealizować dlaukładów pracujących z laserem strojonym. Dodanie drugiej fotodiody jest proste i niewymaga wielu zabiegów. Dodatkowo możliwe jest użycie dostępnych komercyjniemodułów diod różnicowych. Inaczej sprawa wygląda w przypadku spektralnejtomografii optycznej. Dodanie drugiego spektrometru [60] powoduje znaczny wzrostkomplikacji oraz kosztów układu. Ponadto wymaga dokładnego zestrojeniespektrometrów, tak aby pokrywały one dokładnie ten sam zakres rejestrowanychczęstości optycznych.Przykładowa realizacja układu interferometrycznego, który pozwala na zastosowaniedetekcji różnicowej przedstawiona została na Rys. 2. 4. Zaprezentowana konfiguracjajest jedną z wielu używanych w układach z laserami strojonymi [61-65]. Jedną z jejzalet jest możliwość dostosowania układu do laserów o względnie niskich optycznychmocach wyjściowych. Dobranie współczynnika transmisji pierwszego sprzęgaczakierunkowego, umożliwia osiągnięcie pożądanych mocy optycznych w ramieniuobiektowym.Ponieważ jak wspomniano sygnał prążków interferencyjnych jest tożsamy dla obumetod fourierowskiej OCT, skupimy się na początek na przypadku ogólnym. Nawejściu układu mamy zatem pewne szerokopasmowe źródło światła o widmowejgęstości mocy S 0 (k), zaś rejestracja sygnału OCT odbywa się przy pomocy dwóchdetektorów D1 oraz D2 (może to być para fotodiod lub spektrometrów).Zespolona wartość pola E padającego na sprzęgacz kierunkowy opisana jest zależnością(2.1). Podział na sprzęgaczu kierunkowym opisany natężeniowym współczynnikiemtransmisji β 1 dobrany jest najczęściej w taki sposób, aby większa część światłaemitowanego przez źródło prorogowała się dalej w ramieniu obiektowym układuinterferometrycznego.24