【鉴知科普】光学相干断层扫描（OCT）简介，OCT光谱仪

光学相干断层扫描（Optical Coherence Tomography, OCT）是一种基于弱相干光干涉仪原理的高分辨率非侵入性的三维层析成像技术，广泛应用于医学、材料科学、工业检测等领域。

原理

OCT系统通过将光束投射到被成像的物体上，并检测光束在不同深度层面对入射光的背向反射或散射信号，来生成组织的二维或三维结构图像。OCT系统具有三维成像能力且能够实时动态成像，图像分辨率可达微米级，同时不存在辐射风险。这些特点使得OCT在早期病变诊断、材料缺陷检测和多层结构研究中具有重要价值，成为现代成像技术中的重要工具。

系统组成

OCT系统主要由超宽带光源、干涉仪、扫描装置、探测器及数据处理单元等几个核心部分组成。超宽带光源提供高空间分辨率的宽带光束，经过干涉仪将光束分配到样品和参考路径并重新组合以形成干涉图案。为了实现二维或三维成像，使用扫描装置对样品不同位置进行扫描。探测器负责捕捉这些干涉信号，并将其转换为电信号。最后，数据处理单元负责信号处理和图像重建，将干涉信号转化为可视化三维图像。

OCT应用领域

医学领域

OCT已成为眼科诊断的标准工具，用于检测视网膜疾病、青光眼和黄斑变性等。此外，OCT还被用于心血管领域，评估动脉粥样硬化斑块和冠状动脉狭窄，并在皮肤科中非侵入性地检查皮肤病变，如黑色素瘤和皮肤癌。在牙科中，OCT用于评估牙齿和牙周组织的健康状况。

生命科学领域

在组织工程领域，OCT用于检测生物材料和支架的内部结构及孔隙分布，并实时监测细胞在支架上的生长情况，评估细胞分布和密度。在神经科学中，OCT被用于小动物模型的脑组织成像，帮助理解神经网络和疾病机制。此外，在植物科学中，OCT用于研究植物内部结构和生长过程。

工业检测

OCT在工业检测领域主要用于检测材料内部缺陷。例如，在半导体工业中，OCT用于检测晶圆的质量，包括表面缺陷和内部结构；在复合材料领域，OCT可以查找内部缺陷，如气泡、裂纹和分层；此外，OCT还被用于涂层厚度测量，评估涂层的均匀性和厚度，以及光纤通信中检测光纤连接器和接头的质量。

总之，OCT光谱仪凭借其高分辨率、非侵入性、高速成像等特点，在医学诊断、工业检测、文化遗产保护和科学研究等多个领域发挥了重要作用。随着技术的不断进步，OCT的应用范围将进一步扩大，为科学研究、临床诊断和工业生产提供更强大的工具。