Optica:硅光子技术带来OCT成像新进展

12/19/2016， OSA消息，Optica杂志最新一期报道了一项产学合作新成果。麻省理工学院，THorlabs公司，Acacia等的研究者合作开发了首款支持一立方米体积的光学相干层析成像OCT产品。

“我们的研究实现了一立方米的OCT成像，这一创纪录的成果在成像深度和体积方面相比以往的3维OCT至少高了一个数量级。”MIT的James G. Fujimoto这样说。“这一成果展示了OCT今后良好的应用前景。”

OCT技术就是Fujimoto的小组及合作者在1990年代首先开发出来的,现在已经成为眼科检查的标准，并日益在心脏和胃肠检查中获得应用。虽然OCT可以实现微米级的3D图像检测，检测深度却只能达到几毫米到几厘米。这一期Optica杂志里，研究者们报告了高速，3维 15微米精度，1.5米范围的OCT成像。成像对象分别是一个假人模特，一辆自行车以及人脑颅骨的模型。他们还进行了从微米到米级的测量实验。

除了高精度和高速，OCT还具有同时实现在多个深度的成像功能。Fujimoto指出，大范围OCT是一种新的应用，需要超高性能光源，集成光接收器和信号处理器。OCT的测试范围指的是可以同时测量的深度范围。OCT测试范围的中心可以与被成像物体非常靠近，也可以有一段距离。

OCT技术在工业制造业也有特别的应用，可以用于监测生产过程，进行非破坏性材料测量。宏观级的OCT还可以用于医学成像，比如3维的腹腔镜检查等。

用于开发这款OCT的光源是可调波长的VCSEL激光器，由Thorlabs和Rraeviem Research提供。该VCSEL使用了MEMS器件来实现快速波长扫描，其相干长度比其他OCT使用的激光器更长，从而可以实现长距离OCT成像。MIT和Thorlabs的Ben Potsaid表示。在信号接收和处理方面，研究者采用了基于硅光子工艺的相干光接收器，由Acacia公司提供，相比以往的OCT接收器尺寸更小，功能更强，成本更低。光子集成技术的引用确保可以实现高频率，大范围光波长接收，还可以实现所谓的正交检测，从而将OCT成像范围在给定数据采集速度下扩大一倍。

Fujimoto表示，OCT从1990年代研发之初就受益于光通信器件，25年后，光通信器件技术的进步再次帮助OCT技术实现更大的发展。下一步，他们的目标是实现基于一个芯片上的OCT，从而实现实时OCT检测。Acacia公司的Chria Doerr，也是文章作者之一，预计未来5年就可以实现这种单片式的OCT。

文章作者：Z. Wang, B. Potsaid, L. Chen, C. Doerr, H.-C. Lee, T. Nielson, V. Jayaraman, A.E. Cable, E. Swanson, J.G. Fujimoto,
文章题目： “Cubic meter volume optical coherence tomography,” Optica, 4, 10, 1496 (2016). DOI: 10.1364/optica.3.001496