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A Study on Optical Coherence Tomography System by Using the Optical Fiber

광섬유를 이용한 광영상단층촬영기 제작에 관한 연구

  • 양승국 (한국전기연구원전자의료기기연구그룹) ;
  • 박양하 (한국전기연구원전자의료기기연구그) ;
  • 장원석 (한국전기연구원전자의료기기연구그) ;
  • 오상기 (한국전기연구원전자의료기기연구그) ;
  • 이석정 (광주과학기술원 전자통신공학) ;
  • 김기문 (한국해양대학교 전파ㆍ통신공학부)
  • Published : 2004.07.01

Abstract

In this paper, we have studied the OCT(Optical Coherence Tomography) system which has been advantages of high resolution, 2-D cross-sectional images, low cost and small size configuration. The characteristics of light source determine the resolution and coherence length. The light source has a commercial SLD with a central wavelength of 1,285 ill11, 35.3 nm(FWHM). The optical delay line is necessary to make equal with the optical path length to scattered light or reflected light from a sample. In order to make equal the optical path length, the stage that is attached to a reference mirror is controled by a step motor. And the interferometer is configured with the Michelson interferometer by using a single mode fiber, and the scanner can be focused on the sample by using a reference ann Also, the 2-dimension cross-sectional images were measured with scanning the transverse direction of the sample by using a step motor. After detecting the internal signal of lateral direction, a scanner is moved to obtain the cross-sectional image of 2-dimension by using step motor. A photodiode, which has high detection sensitivity and excellent noise characteristics has been used. The detected small signal has a noise and interference. After filtering and amplifying the signal, the output signal is demodulated the waveform And then, a cross-sectional image is seen through converting this signal into a digitalized signal by using an AID converter. The resolution of the sample is about 30${\mu}{\textrm}{m}$, which corresponds to the theoretical resolution. Also, the cross-sectional images of onion cells were measured in real time scheme.

본 연구에서는 인체에 무해하며, 고분해능 측정과 저가격화 및 소형으로 제작이 가능한 광섬유를 이용한 광영상단층촬영기 제작에 관한 것이다. 시스템의 기본원리는 마이켈슨 간섭계를 이용한 것으로서 광섬유를 이용하여 간섭계를 구성하였다. 시스템의 구성으로는 광원은 분해능 및 측정범위를 고려하여 1,300(nm) 중심파장을 가지며 대역폭이 35(nm)인 상용제품의 SLD(Superluminersent diode)를 사용하였으며, 샘플내부의 영상을 검출하기 위한 간섭신호 검출방법은 기준거울이 선형적으로 이동하여 광경로를 일치하는 광지연선로를 구성하였다. 그리고 간섭계는 단일모드 광섬유를 이용하여 마이켈슨 간섭계를 구성하였으며, 스캐너는 시준기를 이용하여 샘플에 대한 초점을 고정하였으며, 스텝모터를 이용하여 샘플에 대한 횡단방향의 이동을 통해 샘플의 2차원 단층영상을 측정하도록 하였다. 수광부는 소신호인 간섭신호를 검출하기 위하여 감도가 뛰어나면 잡음특성이 우수한 800-1,700(nm) 측정범위의 광검출기를 사용하였다. 신호처리부에서 간섭신호의 포락선 신호만을 검출하기 위하여 증폭 및 필터링 하여 A/D 변환을 거친 후 영상검출 프로그램을 통해 실시간으로 단층영상을 나타내도록 하였다. 측정결과 분해능은 약 30($\mu\textrm{m}$)로서 이론식과 일치함을 확인하였으며, 샘플을 이용한 단층촬영에서 실시간으로 양파조직의 조직형태를 측정하였다.

Keywords

References

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