1/12/2022，作者：美國(guó)華萊光電 劉玥 博士！

4.OCT的應(yīng)用和光源的選擇

表2總結(jié)了國(guó)內(nèi)外關(guān)于SS-OCT在生物醫(yī)學(xué)以及工業(yè)方面應(yīng)用的研究，以供參考。



4.1 生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用（Biomedical applications）
   OCT成像的非接觸、非侵入性優(yōu)勢(shì)使其非常適合于用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)生物組織或小動(dòng)物等樣本的成像。已經(jīng)開(kāi)發(fā)的OCT成像系統(tǒng)涵蓋多種波長(zhǎng)、成像分辨率和速度性能，可滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。
   生物組織對(duì)不同波長(zhǎng)的光有著不同的散射和吸收系數(shù)。一般情況下，波長(zhǎng)小于600nm的光在生物組織中會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈散射，穿透深度僅為100um左右。因此，波長(zhǎng)小于600nm的光不適合用作為生物醫(yī)學(xué)光學(xué)成像的光源。對(duì)于波長(zhǎng)超過(guò)2000nm的光，水分子對(duì)其的吸收非常強(qiáng)。通常生物組織含有大量的水份，因此波長(zhǎng)超過(guò)2000nm的光也不適合用作為生物醫(yī)學(xué)光學(xué)成像的光源。
   生物組織成像的光學(xué)窗口為700nm-1500nm波長(zhǎng)段，在該波段內(nèi)，通常850nm、1060nm和1300nm被選用做OCT成像的光源，也有用到1550nm波長(zhǎng)光源的報(bào)道。人的視網(wǎng)膜對(duì)短波長(zhǎng)的光吸收較弱，并且眼科成像要求更高的軸向分辨率。根據(jù)前節(jié)的介紹，在相同條件下，短波長(zhǎng)的光源與長(zhǎng)波長(zhǎng)光源相比，可獲得更高的軸向分辨率。因此，850nm和1060nm的光源在眼科成像應(yīng)用上較長(zhǎng)波長(zhǎng)光源更具優(yōu)勢(shì)。對(duì)于不透明介質(zhì)成像，比如牙齒，波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光波具有更深的成像穿透力，因此，1300nm和1550nm波長(zhǎng)對(duì)于混濁介質(zhì)樣品的成像相比短波長(zhǎng)光源更具優(yōu)勢(shì)。

4.2 生物醫(yī)學(xué)以外的應(yīng)用（Beyond Biomedicine）
    OCT成像以其無(wú)接觸，可提供較高分辨率圖像的優(yōu)點(diǎn)，也使得該技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域以外的應(yīng)用頗具吸引力。
比如在工業(yè)領(lǐng)域，可通過(guò)OCT成像即使實(shí)現(xiàn)對(duì)精密機(jī)械金屬零件的形狀和曲率半徑檢測(cè)和測(cè)量，以及金屬零件之間的焊接裂紋的檢測(cè)；根據(jù)玻璃基板表面涂層的折射率、吸收系數(shù)和消光系數(shù)等參數(shù)，OCT技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜厚度的檢測(cè)；在污水處理領(lǐng)域，可通過(guò)OCT技術(shù)檢測(cè)污染層內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化來(lái)分析污染機(jī)理；在藝術(shù)鑒定領(lǐng)域，OCT技術(shù)可用于陶瓷表面檢測(cè)；在生物領(lǐng)域，可用于檢測(cè)植物葉片、種子等的形態(tài)。簡(jiǎn)而言之，通過(guò)不斷創(chuàng)新，OCT技術(shù)有望在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用。
   對(duì)于生物醫(yī)學(xué)以外的應(yīng)用，通常對(duì)分辨率的要求相對(duì)較低，并且可以接受更高的輸入光功率，從而獲得更深的穿透深度。比如在激光焊接等領(lǐng)域，具有高輸出功率的光纖激光器和固態(tài)激光器被采用做為實(shí)現(xiàn)OCT成像的光源。
正常情況下，如果是施加在人體上，出于安全考慮，要求光功率小于2mW。

5.總結(jié)
1.OCT成像系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)主要有三種：TD-OCT、SD-OCT和SS-OCT。在進(jìn)行討論之前，我們需要先明確討論的是哪種實(shí)現(xiàn)方式；
2.不同應(yīng)用對(duì)OCT成像系統(tǒng)的軸向分辨率、橫向分辨率、成像深度和速度以及靈敏度等關(guān)鍵指標(biāo)有著不同的要求；
3.短波長(zhǎng)光源適合于透明介質(zhì)或含水材料的成像，而長(zhǎng)波長(zhǎng)光源更適合于不透明介質(zhì)的成像；
4.相同條件下，短波長(zhǎng)光源具有更好的軸向分辨率，而長(zhǎng)波長(zhǎng)光源具有更好的成像深度；
5.降低掃描源的掃描速度有助于檢測(cè)到更弱的樣本反射光；
6.在生物醫(yī)學(xué)以外的某些領(lǐng)域，確定表面位置的準(zhǔn)確性和精度比成像深度或?qū)�樣品反射光的接收靈敏度更重要。

6.彩蛋
參考圖15讀者可以對(duì)由OCT技術(shù)得到的1D，2D，和3D圖像有一個(gè)比較直觀的了解。