С помощью ОКТ систем Telesto Thorlabs с чувствительностью к поляризации (PS-OCT) можно получить дополнительную информацию о состоянии поляризации света, который взаимодействовал с образцом. Когда используется падающий свет с определенным состоянием поляризации, изменения состояния поляризации, возникающие в результате взаимодействия с образцом, могут быть интерпретированы. Двулучепреломление материала вызывает относительную задержку между двумя ортогональными состояниями поляризации, известную как фазовая задержка. Эта относительная задержка имеет ориентацию, называемую оптической осью, которая может быть визуализирована с помощью метода поляризационно-чувствительного ОКТ. Кроме того, образец может иметь свойства, которые деполяризуют падающий поляризованный свет, что приводит к произвольному состоянию поляризации света, которое может характеризоваться степенью однородности поляризации (DOPU). Оба эти процесса можно обнаружить с помощью систем Telesto PS-OCT.
Конструкция системы
Система Telesto PS-OCT - это фазовоустойчивая спектральная ОКТ система. Это устройство с одним входом и уникальным чувствительным к поляризации детекторным модулем для одновременной регистрации двух ортогональных состояний поляризации при полной скорости визуализации. Система Telesto PS-OCT предназначена для определения состояния поляризации света, падающего на образец, и сохранения поляризации во всей системе, как показано на схеме ниже.
Сначала в систему поступает линейно-поляризованный свет от суперлюминесцентного диода (источника излучения в базовом блоке), который падает на 2 четвертьволновые пластинки: одна в плече интерферометра с образцом, вторая в опорном плече. Они используются для изменения состояния поляризации света.
В контрольном плече четвертьволновая пластина имеет ориентацию 22.5° относительно линейно поляризованного луча на входе; луч проходит через пластину в два раза, так что свет выходит из опорного плеча с ориентацией линейной поляризации 45° относительно входного света. В плече с образцом четвертьволновая пластина ориентирована под углом 45° относительно линейно поляризованного входного света, преобразуя его в циркулярно-поляризованный свет, падающий на образец. Ориентация этих двух волновых пластин позволяет системе быть максимально чувствительной к поляризации. В дополнение к волновым пластинам специально разработанные оптические компоненты сохраняют поляризацию во всей системе.
Схема поляризационно-чувствительной ОКТ системы Thorlabs
Детектирование двух состояний поляризации не замедляет скорость захвата по сравнению со стандартными системами TEL210 и TEL220, позволяя достичь одинаковых скоростей визуализации. Система Telesto PS-OCT Thorlabs была разработана с учетом высоких требований к надежности и простоте использования. Детекторный блок с чувствительностью к поляризации не требует калибровки В результате пользователь получает ОКТ систему с чувствительностью к поляризации, которая позволяет проводить воспроизводимые измерения.
Обработка сигналов
Два ОКТ изображения от поляризационно-чувствительного детекторного модуля детектора могут быть показаны отдельно или объединены в изображение полной интенсивности. Некоторые образцы, например, скотч, могут вызвать изменения в состоянии поляризации, которые приводят к исчезновению части изображения. Поскольку два датчика получают свет с ортогональной линейной поляризацией, исчезающие области будут появляться в разных местах на каждом изображении. Объединение изображений обеспечивает устранение этой полосы, что приводит к получению изображения ОКТ более высокого качества по сравнению со стандартными системами ОКТ.
|
Детектор 1: Несовпадение поляризации света от образца и эталонного плеча приводит к появлению полос с затемнением. |
Детектор 2: Несовпадение поляризации происходит на других глубинах образца по сравнению с датчиком 1 из-за приема света с состоянием ортогональной линейной поляризации. |
Объединенное изображение: Информация от обоих датчиков объединяется, создавая оптимизированное ОКТ-изображение без полос. |
Для получения поляризационных изображений необходима комбинация информации от обоих датчиков (красная рамка на рисунке ниже). Информация, предоставляемая двумя состояниями ортогональной поляризации интерферирующего света, позволяет вычислять векторы Стокса (I, Q, U, V) для каждой точки изображения. Каждое из этих значений (I = Общая интенсивность) может отображаться индивидуально, как показано в фиолетовом поле на рисунке ниже. Кроме того, векторы Стокса, описывающие состояние поляризации света, можно использовать для более сложных измерений поляризации. Как показано в синей рамке на рисунке ниже, можно рассчитать совокупную задержку, оптическую ось или степень однородности поляризации (DOPU). Примеры изображений скотча показаны на рисунке ниже.
Обработка сигналов от детекторов
Изображения скотча получены с помощью поляризационно-чувствительной ОКТ системы Thorlabs. Для вычисления векторов Стокса используется информация от 2 детекторов, регистрирующих излучение с ортогональными состояниями поляризации. Затем данная информация позволяет рассчитать совокупную задержку, оптическую ось и степень однородности поляризации. ПО ThorImage®OCT позволяет получить все изображения, представленные на рисунке выше.
