Интерферометрическое устройство (варианты)

Интерферометрическое устройство (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к устройствам, отличающимся оптическими средствами измерения, и может быть использовано в приборах для исследования внутренней структуры объектов оптическими средствами, а именно в низкокогерентных рефлектометрах и устройствах для оптической когерентной томографии, применяемых, в частности, в медицинской диагностике состояния отдельных органов и систем человека, в том числе in vivo, а также в технической диагностике, например для контроля технологических процессов.

Уровень техники

Достоинством интерферометрических устройств, используемых для исследования внутренней структуры объектов с помощью оптического низкокогерентного излучения, является возможность получения изображений мутных сред с высоким пространственным разрешением, а также возможность неинвазивной диагностики при проведении медицинских исследований и неразрушающего контроля при технической диагностике различного оборудования. Устройства такого типа достаточно хорошо известны (см., например, пат. США №№5321501, 5383467, 5459570, 5582171, 6134003, 6657727). Иногда оптическую схему интерферометрического устройства полностью или частично реализуют с использованием оптических элементов с сосредоточенными параметрами (пат. США №5383467), но чаще интерферометрические устройства такого назначения выполняют оптоволоконными (пат. США №№5321501, 5459570, 5582171).

Такие устройства традиционно содержат источник низкокогерентного оптического излучения, оптический интерферометр и элемент доставки низкокогерентного оптического излучения к исследуемому объекту. При этом оптический интерферометр включает, по меньшей мере, один светорасщепитель и два плеча. По меньшей мере, одно из плеч оптического интерферометра содержит управляемый сканер, выполняющий функцию сканирования окна когерентности низкокогерентного оптического излучения вглубь исследуемого объекта в пределах зоны наблюдения. Управляемый сканер соединен с источником управляющего напряжения. Элемент доставки низкокогерентного оптического излучения к исследуемому объекту может быть частью одного из плеч оптического интерферометра (например, пат. США №532150; пат. РФ №2100787), а может быть размещен вне оптического интерферометра (например, заявка США №2003/0086093). Вне зависимости от места расположения элемента доставки низкокогерентного оптического излучения оптический интерферометр чаще всего выполнен в виде интерферометра Майкельсона (например, пат. США №№5321501, 5459570, 6069698, 6134003; пат. РФ №№№2100787, 2148378, 2169347) либо в виде интерферометра Маха-Цандера (например, пат. США №№5582171, 6687010). Известно также использование оптических интерферометров гибридного типа (например, пат, США №№5291267, 6657727).

В интерферометрических устройствах, работа которых основана на методе оптической когерентной томографии, интерференционный сигнал наблюдается только при равенстве оптических длин плеч оптического интерферометра в пределах окна когерентности, составляющего около 5-20 микрон. При исследовании объекта зону когерентности сканируют вглубь исследуемого объекта в пределах зоны наблюдения, которая составляет ˜2-5 мм. Поэтому при построении любой из перечисленных оптических схем интерферометрического устройства особое внимание уделяется согласованию оптических длин плеч оптического интерферометра. Согласование плеч оптического интерферометра может быть нарушено и при эксплуатации устройства, в частности при смене оптического зонда, при неравномерном изменении оптических длин плеч оптического интерферометра под воздействием температуры окружающей среды, при поперечном сканировании объектов, имеющих глубокий профиль, при движении объекта или движении поперечного сканера. Кроме того, в процессе эксплуатации устройства может возникнуть необходимость смещения границы зоны наблюдения для обследования различных участков объекта.

Известно включение в одно из плеч оптического интерферометра дополнительного управляемого сканера, обеспечивающего управление местоположением границы зоны наблюдения (например, пат. США №№6069698, 6191862, 6552796, 6615072).

Недостатком указанных устройств является то, что управляемые сканеры в них, как тот, что обеспечивает сканирование окна когерентности низкокогерентного оптического излучения вглубь исследуемого объекта в пределах зоны наблюдения, так и тот, который изменяет местоположение границы зоны наблюдения, выполнены в виде механических линий задержки. Устройства, использующие такие линии задержки, хотя и допускают возможность автоматизации процесса измерений, являются дорогостоящими и достаточно сложными устройствами, они чувствительны к вибрациям и условиям окружающей среды и потому плохо пригодны к использованию в медицинских исследованиях, особенно in vivo.

Другим недостатком известных технических решений является то, что в них не предусмотрена коррекция искажения, формируемого томографического изображения поперечного сечения объекта в случае, когда интерферометрическое устройство входит в состав устройства для оптической когерентной томографии, а устройство для поперечного сканирования, по меньшей мере частично, входит в состав оптического зонда. Это искажение обусловлено аберрацией оптической длины пути для низкокогерентного оптического излучения, направляемого на исследуемый объект, и обусловлено поперечным сканированием. Особенно наглядно это искажение проявляется при исследовании плоского объекта, поскольку вследствие указанной аберрации томографическое изображение поперечного сечения плоского объекта выглядит искривленным. Искажение томографического изображения связано с особенностью его построения по интерференционному сигналу, являющемуся результатом смешения оптического излучения, вернувшегося от исследуемого объекта, и излучения, прошедшего по референтному пути. При указанном способе поперечного сканирования низкокогерентное оптическое излучение, направляемое на исследуемый объект, исходит из точек, разноудаленных от оптической оси устройства. Поэтому, в то время как оптическая длина пути низкокогерентного оптического излучения, распространяющегося по референтному пути, неизменна, оптическая длина пути для низкокогерентного оптического излучения, направляемого на исследуемый объект, при поперечном сканировании не является константой, что приводит к искажению формируемого томографического изображения.

По международной заявке № PCT/RU 03/000252 известно интерферометрическое устройство, в котором обеспечивается коррекция искажения томографического изображения за счет коррекции указанной аберрации путем использования специальной линзовой системы, установленной внутри оптоволоконного зонда. Однако в некоторых случаях, например при проведении медицинских исследований, требуемые размеры оптоволоконного зонда столь малы, что не позволяют включение такой линзовой системы.

Ближайшим аналогом первого варианта разработанного интерферометрического устройства по совокупности сходных существенных признаков является одна из модификаций интерферометрического устройства, известного по пат. РФ №2100787. Эта модификация устройства содержит оптически связанные источник низкокогерентного оптического излучения и оптический интерферометр. Оптический интерферометр выполнен в виде интерферометра Майкельсона и включает светорасщепитель, измерительное плечо и опорное плечо. Измерительное плечо включает элемент доставки низкокогерентного оптического излучения к исследуемому объекту, выполненный в виде оптического зонда. Одно из плеч оптического интерферометра включает оптоволоконный управляемый сканер, выполняющий функцию сканирования окна когерентности низкокогерентного оптического излучения вглубь исследуемого объекта в пределах зоны наблюдения. Оптоволоконный управляемый сканер представляет собой оптоволоконную пьезоэлектрическую управляемую линию задержки, выполненную с возможностью изменения оптической длины соответствующего плеча оптического интерферометра в пределах до, по меньшей мере, нескольких десятков длин волн источника оптического излучения, и содержит пьезоэлектрический элемент, характеризующийся высоким поперечным обратным пьезоэффектом, и оптическое волокно, скрепленное с пьезоэлектрическим элементом. При этом пьезоэлектрический элемент выполнен с возможностью формирования в нем электрического поля, а размер пьезоэлектрического элемента в направлении, приблизительно ортогональном вектору электрического поля, существенно превышает размер пьезоэлектрического элемента в направлении, приблизительно совпадающем с вектором электрического поля, причем длина оптического волокна существенно превышает диаметр пьезоэлектрического элемента. Оптоволоконный управляемый сканер подключен к источнику переменного управляющего напряжения.

Ближайшим аналогом второго варианта разработанного интерферометрического устройства по совокупности сходных существенных признаков также является указанная выше модификация интерферометрического устройства, известного по пат. РФ №2100787, входящая в состав устройства для оптической когерентной томографии.

Ближайшим аналогом третьего варианта разработанного интерферометрического устройства по совокупности сходных существенных признаков является другая модификация интерферометрического устройства, известного по пат. РФ №2100787. Эта модификация устройства содержит оптически связанные источник низкокогерентного оптического излучения и оптический интерферометр. Оптический интерферометр выполнен в виде интерферометра Майкельсона и включает светорасщепитель, измерительное плечо и опорное плечо. Измерительное плечо включает элемент доставки низкокогерентного оптического излучения к исследуемому объекту, выполненный в виде оптического зонда. Каждое из плеч оптического интерферометра включает оптоволоконный управляемый сканер, выполняющий функцию сканирования окна когерентности низкокогерентного оптического излучения вглубь исследуемого объекта в пределах зоны наблюдения. Оптоволоконные управляемые сканеры выполнены в виде пьезоэлектрической оптоволоконной управляемой линии задержки. Пьезоэлектрическая оптоволоконная линия задержки выполнена с возможностью изменения оптической длины соответствующего плеча оптического интерферометра в пределах до, по меньшей мере, нескольких десятков длин волн источника оптического излучения. Она содержит пьезоэлектрический элемент, характеризующийся высоким поперечным обратным пьезоэффектом, и оптическое волокно, скрепленное с пьезоэлектрическим элементом. При этом пьезоэлектрический элемент выполнен с возможностью формирования в нем электрического поля, а размер пьезоэлектрического элемента в направлении, приблизительно ортогональном вектору электрического поля, существенно превышает размер пьезоэлектрического элемента в направлении, приблизительно совпадающем с вектором электрического поля, причем длина оптического волокна существенно превышает диаметр пьезоэлектрического элемента. Оптический интерферометр содержит также источник переменного управляющего напряжения, подключенный к оптоволоконному управляемому сканеру.

Ближайшим аналогом четвертого варианта разработанного интерферометрического устройства по совокупности сходных существенных признаков является указанная выше вторая модификация интерферометрического устройства, известного по пат. РФ №2300787, входящая в состав устройства для оптической когерентной томографии.

Достоинством известных устройств по пат. РФ №2100787 является то, что они могут быть выполнены целиком оптоволоконными, без использования дорогостоящих перемещаемых механических элементов, что существенно облегчает применение этих устройств в медицинской практике, поскольку используемые в них оптоволоконные управляемые сканеры не требуют дополнительной настройки и калибровки при эксплуатации. Однако в интерферометрических устройствах по пат. РФ №2100787 не предусмотрена возможность управления местоположением границы зоны наблюдения. В этих устройствах не предусмотрена также возможность коррекции искажения томографического изображения поперечного сечения объекта, вызванной аберрацией оптической длины пути для низкокогерентного оптического излучения, направляемого на исследуемый объект, обусловленной поперечным сканированием. Указанная аберрация возникает в случае, когда интерферометрическое устройство входит в состав устройства для оптической когерентной томографии, а устройство для поперечного сканирования, по меньшей мере частично, входит в состав оптического зонда.

Раскрытие изобретения

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является расширение класса интерферометрических устройств, предназначенных для исследования внутренней структуры объектов методом оптической когерентной томографии, в которых предусмотрена возможность управления местоположением границы зоны наблюдения, при упрощении эксплуатации таких устройств. Другой задачей является расширение класса интерферометрических устройств, входящих в состав устройств для оптической когерентной томографии, в которых предусмотрена возможность коррекции искажения томографического изображения поперечного сечения объекта, вызванного аберрацией оптической длины пути для низкокогерентного оптического излучения, направляемого на исследуемый объект, обусловленной поперечным сканированием.

Сущность первого варианта разработанного интерферометрического устройства заключается в том, что он так же, как и интерферометрическое устройство, являющийся его ближайшим аналогом, содержит оптически связанные источник низкокогерентного оптического излучения, оптический интерферометр и элемент доставки низкокогерентного оптического излучения к исследуемому объекту. Оптический интерферометр включает, по меньшей мере, один светорасщепитель, два плеча, оптоволоконный управляемый сканер, который выполняет функцию сканирования окна когерентности низкокогерентного оптического излучения вглубь исследуемого объекта в пределах зоны наблюдения и размещен в одном из плеч оптического интерферометра, а также источник переменного управляющего напряжения, подключенный к оптоволоконному управляемому сканеру.

Новым в первом варианте разработанного интерферометрического устройства является то, что оптоволоконный управляемый сканер дополнительно выполняет функцию управления местоположением границы зоны наблюдения, а в оптический интерферометр дополнительно введен управляемый источник постоянного управляющего напряжения, подключенный к оптоволоконному управляемому сканеру.

В частном случае элемент доставки низкокогерентного оптического излучения к объекту исследования выполнен в виде оптического зонда.

В другом частном случае интерферометрическое устройство входит в состав устройства для оптической когерентной томографии и включает устройство для поперечного сканирования, которое, по меньшей мере частично, входит в состав оптического зонда.

В другом частном случае оптоволоконный управляемый сканер дополнительно выполняет функцию компенсации аберрации оптической длины пути для низкокогерентного оптического излучения, направляемого на исследуемый объект, обусловленной поперечным сканированием, а в оптический интерферометр дополнительно введен источник компенсирующего управляющего напряжения, подключенный к оптоволоконному управляемому сканеру и выполненный с возможностью формирования управляющего напряжения, обеспечивающего компенсацию отклонения томографического изображения поперечного сечения объекта в присутствии указанной аберрации от неискаженного томографического изображения поперечного сечения объекта.

В другом частном случае оптоволоконный управляемый сканер выполнен с возможностью изменения оптической длины соответствующего плеча оптического интерферометра в пределах до, по меньшей мере, нескольких тысяч длин волн источника оптического излучения.

В конкретной реализации оптоволоконный управляемый сканер выполнен в виде пьезоэлектрической оптоволоконной управляемой линии задержки.

Целесообразно при этом выполнить пьезоэлектрическую оптоволоконную управляемую линию задержки содержащей пьезоэлектрический элемент, характеризующийся высоким поперечным обратным пьезоэффектом, и оптическое волокно, скрепленное с пьезоэлектрическим элементом. При этом пьезоэлектрический элемент выполнен с возможностью формирования в нем электрического поля, а размер пьезоэлектрического элемента в направлении, приблизительно ортогональном вектору электрического поля, существенно превышает размер пьезоэлектрического элемента в направлении, приблизительно совпадающем с вектором электрического поля, причем длина оптического волокна существенно превышает диаметр пьезоэлектрического элемента.

В частном случае пьезоэлектрический элемент выполнен в виде, по меньшей мере, одной пьезоэлектрической пластины.

В другом частном случае оптическое волокно прикреплено к, по меньшей мере, одной поверхности, по меньшей мере, одной пьезоэлектрической пластины.

В другом частном случае оптическое волокно уложено спиралью.

В другом частном случае спираль выполнена многослойной.

В другом частном случае пьезоэлектрический элемент снабжен электродами.

В другой конкретной реализации оптоволоконный управляемый сканер выполнен в виде магнитострикционной оптоволоконной управляемой линии задержки.

В частном случае элемент доставки низкокогерентного оптического излучения к объекту исследования является частью одного из плеч оптического интерферометра.

В другом частном случае элемент доставки низкокогерентного оптического излучения к объекту исследования размещен вне оптического интерферометра и оптически связан с ним через оптическую развязку, при этом дистальная часть элемента доставки низкокогерентного оптического излучения к объекту исследования образует с объектом исследования дополнительный оптический интерферометр.

В конкретной реализации оптическая развязка выполнена в виде светорасщепителя.

В другой конкретной реализации оптическая развязка выполнена в виде оптического циркулятора.

Сущность второго варианта разработанного интерферометрического устройства заключается в том, что он так же, как и интерферометрическое устройство, являющееся его ближайшим аналогом, входит в состав устройства для оптической когерентной томографии и содержит оптически связанные источник низкокогерентного оптического излучения, оптический интерферометр, элемент доставки низкокогерентного оптического излучения к исследуемому объекту, выполненный в виде оптического зонда, и устройство для поперечного сканирования, которое, по меньшей мере частично, входит в состав оптического зонда. Оптический интерферометр включает, по меньшей мере, один светорасщепитель, два плеча, оптоволоконный управляемый сканер, который выполняет функцию сканирования окна когерентности низкокогерентного оптического излучения вглубь исследуемого объекта в пределах зоны наблюдения и размещен в одном из плеч оптического интерферометра, а также источник переменного управляющего напряжения, подключенный к оптоволоконному управляемому сканеру.

Новым во втором варианте разработанного интерферометрического устройства является то, что оптоволоконный управляемый сканер дополнительно выполняет функцию компенсации аберрации оптической длины пути для низкокогерентного оптического излучения, направляемого на исследуемый объект, обусловленной поперечным сканированием. При этом в оптический интерферометр дополнительно введен источник компенсирующего управляющего напряжения, подключенный к оптоволоконному управляемому сканеру и выполненный с возможностью формирования управляющего напряжения, обеспечивающего компенсацию отклонения томографического изображения поперечного сечения объекта в присутствии указанной аберрации от неискаженного томографического изображения поперечного сечения объекта.

В частном случае оптоволоконный управляемый сканер выполнен с возможностью изменения оптической длины соответствующего плеча оптического интерферометра в пределах до, по меньшей мере, нескольких десятков длин волн источника оптического излучения.

В конкретной реализации оптоволоконный управляемый сканер выполнен в виде пьезоэлектрической оптоволоконной управляемой линии задержки.

Целесообразно выполнить пьезоэлектрическую оптоволоконную управляемую линию задержки содержащей пьезоэлектрический элемент, характеризующийся высоким поперечным обратным пьезоэффектом, и оптическое волокно, скрепленное с пьезоэлектрическим элементом. При этом пьезоэлектрический элемент выполнен с возможностью формирования в нем электрического поля, а размер пьезоэлектрического элемента в направлении, приблизительно ортогональном вектору электрического поля, существенно превышает размер пьезоэлектрического элемента в направлении, приблизительно совпадающем с вектором электрического поля, причем длина оптического волокна существенно превышает диаметр пьезоэлектрического элемента.

В другой конкретной реализации оптоволоконный управляемый сканер выполнен в виде магнитострикционной оптоволоконной управляемой линии задержки.

Сущность третьего варианта разработанного интерферометрического устройства заключается в том, что он так же, как и интерферометрическое устройство, являющееся его ближайшим аналогом, содержит оптически связанные источник низкокогерентного оптического излучения, оптический интерферометр и элемент доставки низкокогерентного оптического излучения к исследуемому объекту, при этом оптический интерферометр включает, по меньшей мере, один светорасщепитель, два плеча, первый оптоволоконный управляемый сканер и второй оптоволоконный управляемый сканер, а также источник переменного управляющего напряжения, подключенный к первому оптоволоконному управляемому сканеру, причем первый оптоволоконный управляемый сканер выполняет функцию сканирования окна когерентности низкокогерентного оптического излучения вглубь исследуемого объекта в пределах зоны наблюдения.

Новым в третьем варианте разработанного интерферометрического устройства является то, что второй оптоволоконный управляемый сканер выполняет функцию управления местоположением границы зоны наблюдения, а в оптический интерферометр дополнительно введен управляемый источник постоянного управляющего напряжения, подключенный ко второму оптоволоконному управляемому сканеру.

В частном случае элемент доставки низкокогерентного оптического излучения к объекту исследования выполнен в виде оптического зонда.

В другом частном случае интерферометрическое устройство входит в состав устройства для оптической когерентной томографии и включает устройство для поперечного сканирования, которое, по меньшей мере частично, входит в состав оптического зонда.

В другом частном случае первый оптоволоконный управляемый сканер или второй оптоволоконный управляемый сканер дополнительно выполняет функцию компенсации аберрации оптической длины пути для низкокогерентного оптического излучения, направляемого на исследуемый объект, обусловленной поперечным сканированием, а в оптический интерферометр дополнительно введен источник компенсирующего управляющего напряжения, подключенный к соответствующему оптоволоконному управляемому сканеру и выполненный с возможностью формирования управляющего напряжения, обеспечивающего компенсацию отклонения томографического изображения поперечного сечения объекта в присутствии указанной аберрации от неискаженного томографического изображения поперечного сечения объекта.

В другом частном случае первый оптоволоконный управляемый сканер выполнен с возможностью изменения оптической длины соответствующего плеча оптического интерферометра в пределах до, по меньшей мере, нескольких десятков длин волн источника оптического излучения, а второй оптоволоконный управляемый сканер выполнен с возможностью изменения оптической длины соответствующего плеча оптического интерферометра в пределах до, по меньшей мере, нескольких тысяч длин волн источника оптического излучения.

В конкретной реализации первый оптоволоконный управляемый сканер выполнен в виде пьезоэлектрической оптоволоконной управляемой линии задержки.

В другой конкретной реализации второй оптоволоконный управляемый сканер выполнен в виде пьезоэлектрической оптоволоконной управляемой линии задержка

Целесообразно выполнить пьезоэлектрическую оптоволоконную управляемую линию задержки содержащей пьезоэлектрический элемент, характеризующийся высоким поперечным обратным пьезоэффектом, и оптическое волокно, скрепленное с пьезоэлектрическим элементом. При этом пьезоэлектрический элемент выполнен с возможностью формирования в нем электрического поля, а размер пьезоэлектрического элемента в направлении, приблизительно ортогональном вектору электрического поля, существенно превышает размер пьезоэлектрического элемента в направлении, приблизительно совпадающем с вектором электрического поля, причем длина оптического волокна существенно превышает диаметр пьезоэлектрического элемента.

В другой конкретной реализации первый оптоволоконный управляемый сканер выполнен в виде магнитострикционной оптоволоконной управляемой линии задержки.

В другой конкретной реализации второй оптоволоконный управляемый сканер выполнен в виде магнитострикционной оптоволоконной управляемой линии задержки.

В другом частном случае элемент доставки низкокогерентного оптического излучения к объекту исследования является частью одного из плеч оптического интерферометра.

В другом частном случае элемент доставки низкокогерентного оптического излучения к объекту исследования размещен вне оптического интерферометра и оптически связан с ним через оптическую развязку, при этом дистальная часть элемента доставки низкокогерентного оптического излучения к объекту исследования образует с объектом исследования дополнительный оптический интерферометр.

В конкретной реализации оптическая развязка выполнена в виде светорасщепителя.

В другой конкретной реализации оптическая развязка выполнена в виде оптического циркулятора.

Сущность четвертого варианта разработанного интерферометрического устройства заключается в том, что он так же, как и интерферометрическое устройство, являющееся его ближайшим аналогом, входит в состав устройства для оптической когерентной томографии и содержит оптически связанные источник низкокогерентного оптического излучения, оптический интерферометр, элемент доставки низкокогерентного оптического излучения к исследуемому объекту, выполненный в виде оптического зонда, и устройство для поперечного сканирования, которое, по меньшей мере частично, входит в состав оптического зонда. Оптический интерферометр включает, по меньшей мере, один светорасщепитель, два плеча, первый оптоволоконный управляемый сканер и второй оптоволоконный управляемый сканер, а также источник переменного управляющего напряжения, подключенный к первому оптоволоконному управляемому сканеру, причем первый управляемый сканер выполняет функцию сканирования окна когерентности низкокогерентного оптического излучения вглубь исследуемого объекта в пределах зоны наблюдения.

Новым в четвертом варианте разработанного интерферометрического устройства является то, что второй оптоволоконный управляемый сканер выполняет функцию компенсации аберрации оптической длины пути для низкокогерентного оптического излучения, направляемого на исследуемый объект, обусловленной поперечным сканированием, а в оптический интерферометр дополнительно введен источник компенсирующего управляющего напряжения, подключенный ко второму оптоволоконному управляемому сканеру и выполненный с возможностью формирования управляющего напряжения, обеспечивающего компенсацию отклонения томографического изображения поперечного сечения объекта в присутствии указанной аберрации от неискаженного томографического изображения поперечного сечения объекта.

В частном случае первый оптоволоконный управляемый сканер выполнен с возможностью изменения оптической длины соответствующего плеча оптического интерферометра в пределах до, по меньшей мере, нескольких десятков длин волн источника оптического излучения, а второй оптоволоконный управляемый сканер выполнен с возможностью изменения оптической длины соответствующего плеча оптического интерферометра в пределах до, по меньшей мере, нескольких длин волн источника оптического излучения.

В конкретной реализации первый оптоволоконный управляемый сканер выполнен в виде пьезоэлектрической оптоволоконной управляемой линии задержки.

В другой конкретной реализации второй оптоволоконный управляемый сканер выполнен в виде пьезоэлектрической оптоволоконной управляемой линии задержки.

В другой конкретной реализации первый оптоволоконный управляемый сканер выполнен в виде магнитострикционной оптоволоконной управляемой линии задержки.

В другой конкретной реализации второй оптоволоконный управляемый сканер выполнен в виде магнитострикционной оптоволоконной управляемой линии задержки.

В одном из вариантов разработанного интерферометрического устройства оптоволоконный управляемый сканер реализован выполняющим одновременно две функции: функцию сканирования окна когерентности низкокогерентного оптического излучения вглубь исследуемого объекта в пределах зоны наблюдения и функцию управления местоположением границы зоны наблюдения. В другой модификации этого варианта в случае, когда интерферометрическое устройство входит в состав устройства для оптической когерентной томографии, а устройство для поперечного сканирования, по меньшей мере частично, входит в состав оптического зонда, оптоволоконный управляемый сканер выполняет и третью функцию: функцию компенсации аберрации оптической длины пути для низкокогерентного оптического излучения, направляемого на исследуемый объект, обусловленной поперечным сканированием. В другом варианте разработанного интерферометрического устройства оптоволоконный управляемый сканер выполняет функцию сканирования окна когерентности низкокогерентного оптического излучения вглубь исследуемого объекта в пределах зоны наблюдения и функцию компенсации аберрации оптической длины пути для низкокогерентного оптического излучения, направляемого на исследуемый объект, обусловленной поперечным сканированием. В третьем варианте разработанного интерферометрического устройства первый оптоволоконный управляемый сканер, так же, как в известном устройстве, выполняет функцию сканирования окна когерентности низкокогерентного оптического излучения вглубь исследуемого объекта в пределах зоны наблюдения, а второй оптоволоконный управляемый сканер, в отличие от известного устройства, выполняет функцию управления местоположением границы зоны наблюдения. Кроме того, либо первый оптоволоконный управляемый сканер, либо второй оптоволоконный управляемый сканер в случае, когда интерферометрическое устройство входит в состав устройства для оптической когерентной томографии, а устройство для поперечного сканирования, по меньшей мере частично, входит в состав оптического зонда, может дополнительно выполнять функцию компенсации аберрации оптической длины пути для низкокогерентного оптического излучения, направляемого на исследуемый объект, обусловленной поперечным сканированием. В четвертом варианте разработанного интерферометрического устройства первый оптоволоконный управляемый сканер так же, как в известном устройстве, выполняет функцию сканирования окна когерентности низкокогерентного оптического излучения вглубь исследуемого объекта в пределах зоны наблюдения, а второй оптоволоконный управляемый сканер, в отличие от известного устройства, выполняет функцию компенсации аберрации и оптической длины пути для низкокогерентного оптического излучения, направляемого на исследуемый объект, обусловленной поперечным сканированием. Для выполнения функции сканирования окна когерентности низкокогерентного оптического излучения вглубь исследуемого объекта в пределах зоны наблюдения пьезоэлектрическая управляемая линия задержки должна обеспечивать изменение оптической длины соответствующего плеча оптического интерферометра в пределах до, по меньшей мере, нескольких десятков длин воли источника оптического излучения. Для выполнения функции управления местоположением границы зоны наблюдения пьезоэлектрическая управляемая линия задержки должна обеспечивать изменение оптической длины соответствующего плеча оптического интерферометра в пределах до, по меньшей мере, нескольких тысяч длин волн источника оптического излучения. Для выполнения функции компенсации аберрации оптической длины пути низкокогерентного оптического излучения, обусловленной поперечным сканированием, пьезоэлектрическая управляемая линия задержки должна обеспечивать изменение оптической длины соответствующего плеча оптического интерферометра в пределах до, по меньшей мере, нескольких длин волн источника оптического излучения. Примечательно, что для реализации всех указанных функций, может быть использован оптоволоконный управляемый сканер, выполненный либо в виде пьезоэлектрической, либо в виде магнитострикционной оптоволоконной управляемой линии задержки, при подаче на него соответствующих управляющих напряжений. В предпочтительном варианте используются пьезоэлектрическая оптоволоконная управляемая линия задержки, содержащая пьезоэлектрический элемент, характеризующийся высоким поперечным обратным пьезоэффектом, и оптическое волокно, скрепленное с пьезоэлектрическим элементом. При этом пьезоэлектрический элемент выполнен с возможностью формирования в нем электрического поля, а размер пьезоэлектрического элемента в направлении, приблизительно ортогональном вектору электрического поля, существенно превышает размер пьезоэлектрического элемента в направлении, приблизительно совпадающем с вектором электрического поля, причем длина оптического волокна существенно превышает диаметр пьезоэлектрического элемента.

Предложенные варианты интерферометрического устройства расширяют класс интерферометрических устройств, предназначенных для исследования внутренней структуры объектов методом оптической когерентной томографии, в которых предусмотрена возможность управления местоположением границы зоны наблюдения, при упрощении эксплуатации таких устройств. Предложенные варианты интерферометрического устройства расширяют также класс указанных интерферометрических устройств, входящих в состав устройств для оптической когерентной томографии, в которых предусмотрена возможность коррекции искажения томографического изображения поперечного сечения объекта, вызванного аберрацией оптической длины пути для низкокогерентного оптического излучения, направляемого на исследуемый объект, обусловленной поперечным сканированием. Конкретные виды и формы выполнения интерферометрического устройства и входящих в него элементов, в частности оптического интерферометра, пьезоэлектрического элемента, места расположения элемента доставки оптического излучения и других элементов, характеризуют изобретение в частных конкретных случаях его выполнения.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 изображена функциональная схема первого варианта разработанного интерферометрического устройства, соответствующая одному из частных случаев его реализации.

На фиг.2 изображена функциональная схема второго варианта разработанного интерферометрического устройства, соответствующая одному из частны