并行谱域光学相干层析成像系统的研制与应用研究
光学相干层析成像（Optical coherence tomography，OCT）技术是一种高分辨、无损、非侵入式的三维成像技术，不仅能够应用于对生物组织的内部结构成像和功能成像，也适用于工业领域的无损检测。然而，传统的OCT系统存在成像速度瓶颈和机械扫描稳定性不足等问题。本文的主要内容包括并行谱域光学相干层析成像（parallel spectral domain optical coherence tomography）系统的理论和实验研究、应用研究以及运动伪影校正方法。具体的研究工作包括: 基于对并行谱域OCT基本理论的研究，分析并行谱域OCT的几个关键性能指标:横向分辨率、轴向分辨率、成像范围、信噪比和速度等，以及各个指标的受限因素。以此为指导，设计并研制线照明的并行谱域OCT，并针对大视场的高质量成像进行光学系统上的优化，实现35 mm的横向并行成像视场和最高108 Hz的B-scan成像速度。 并行谱域OCT技术在玻璃缺陷检测中的应用，包括以反射模式进行玻璃表面缺陷的快速检测，以及以散射模式对玻璃表面和内部缺陷的同时检测。利用OCT三维图像，实现缺陷类型的区分并作相应的测量。针对生产环境下，灰尘等伪缺陷对玻璃表面缺陷检测造成干扰的难题，提出了针对性的解决方法:利用由复数信号确定的缺陷边界以及由相位图像表征的玻璃表面形貌，准确地辨别出真伪缺陷。在横向分辨率为15.6μm的并行谱域OCT系统上，该方法能够以非常高的正确率对尺寸大于100μm的可疑缺陷进行真伪辨别。 设计并研制了实现运动伪影自校正的并行谱域OCT，在并行谱域OCT系统的基础上增加了空间-光谱编码，以矩形照明代替线照明实现多行的并行成像。提出相应的重叠数据互相关算法，利用扫描过程中的重叠区域，对相邻的B-scan图像进行互相关操作，准确地估测运动量，从而进行校正，相比于传统的互相关算法具有更高的准确性和适用性，同时又避免了对重叠区域重复采样造成的数据冗余。
光学相干层析成像;并行谱域;缺陷检测;运动伪影校正
浙江大学
博士
测试计量技术及仪器
王晓萍
2017
中文
TN911.74
122
2018-07-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）