광섬유를 이용한 광영상 단층촬영기에 관한연구

• 영문명: A study on optical coherence tomography system using optical fiber
• 발행기관: 한국항해항만학회
• 저자명: 양승국(Sung-Kuk Yang)
• 간행물 정보: 『한국항해항만학회 학술대회논문집』2004 춘계학술대회논문집, 5~9쪽, 전체 5쪽
• 주제분류: 공학 > 해양공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2004.04.30

국문 초록

본 연구에서 고분해능 측정과 저가격화 및 소형으로 제작이 가능하여 전세계적으로 많은 연구가 진행중인 광섬유를 이용한 광영상단층촬영기를 연구하였다. 광영상단층촬영기의 기본원리로는 마이켈슨 간섭계를 이용한 것이다. 시스템의 구성으로는 광원은 분해능 및 측정범위를 고려하여 1,300nm 중심파장을 가지며 대역폭이 35nm인 상용제품의 SLD(Superluminersent diode)를 사용하였으며, 샘플내부의 영상을 검출하기 위한 간섭신호 검출방법은 기준거울이 선형적으로 이동하여 광경로를 일치하는 광지연선로를 구성하였다. 그리고 간섭계는 단일모드 광섬유를 이용하여 기본적인 마이켄슨 간섭계를 구성하였으며, 스캐너는 시준기를 이용하여 샘플에 대한 초점을 고정하도록 하였으며, 스텝모터를 이용하여 샘플에 대한 횡당방향으로 이동하여 샘플의 2차원 단층영상을 측정하도록 하였다. 수광부는 소신호인 간섭신호를 검출하기 위하여 감도가 뛰어나면 잡음득성이 우수한 800 ~ 1,700nm 측정범위의 광검출기를 사용하였다. 신호 처리부에서 간섭신호의 포락선 신호만을 검출하기 위하여 증폭 및 필터링 하여 A/D 변환을 거친 후 제작된 영상검출 프로그램을 이용하여 단층영상을 나타내도록 하였다. 측정결과 분해능은 약 30㎛로서 이론식과 일치함을 확인하였으며, 탁구공의 단층영상을 측정하였다. 기본적인 마이켈슨 간섭계를 이용한 OCT시스템은 되돌아오는 간섭광의 절반이 광원부로 향하여 간섭신호의 절반이 손실되므로 검출기에서 검출된 신호가 미약하여 단층영상의 대비도를 떨어뜨린다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 간섭계 구성의 개선이 필요하다. 또한 측정시간을 단축하기 위하여 광지연선로의 개선으로 통해 짧은 시간내 단층영상을 얻을 수 있도록 하여야 할 것이다.

영문 초록

In this paper, we studied the OCT(Optical Coherence Tomography) system which it has been extensively studied because of having some advantages such as high resolution cross-sectional images. low cost, and small size configuration. A basic principle of OCT system is Michelson interferometer. The characteristics of light source determine the resolution and the transmission depth. As a results, the light source have a commercial SLD with a central wavelength of 1,285 nm and FWHM(Full Width at Half Maximum) of 35.3 nm. The optical delay line part is necessary to equal of the optical path length with scattered light or reflected light from sample. In order to equal the optical path length. the stage which is attached to reference mirror is moved linearly by step motor And the interferometer is configured with the Michelson interferometer using single mode fiber, the scanner can be focused of the sample by using the reference arm. Also, the 2-dimensional cross-sectional images were measured with scanning the transverse direction of the sample by using step motor. After detecting the internal signal of lateral direction at a point of sample, scanner is moved to obtain the cross-sectional image of 2-demensional by using step motor. Photodiode has been used which has high detection sensitivity, excellent noise characteristic, and dynamic range from 800 nm to 1,700 nm. It is detected mixed small signal between noise and interference signal with high frequency After filtering and amplifying this signal, only envelope curve of interference signal is detected. And then, cross-sectional image is shown through converting this signal into digitalized signal using A/D converter. The resolution of the OCT system is about 30㎛ which corresponds to the theoretical resolution. Also, the cross-sectional image of ping-pong ball is measured. The OCT system is configured with Michelson interferometer which has a low contrast because of reducing the power of feedback interference light. Such a problem is overcomed by using the improved inteferometer. Also, in order to obtain the cross-sectional image within a short time, it is necessary to reduce the measurement time for improving the optical delay line.

목차

1. 서 론

2. OCT 시스템 기본원리

3. OCT 시스템 제작 및 특성

4. 결 론

키워드

광영상단층촬영기 광섬유 마이켈슨 간섭계 광지연선로 간섭신호 Optical Coherence Tomography SLD Michelson interferometer Interference