基于孤子微梳的频域光学相干层析成像
光学
2020-03-20 v3
摘要
频域光学相干层析成像（SD-OCT）是一种广泛应用且微创的生物医学成像技术[1]。SD-OCT 通常依赖于超辐射发光二极管（SLD）的使用，其提供低噪声且宽带的 optical spectrum。基于光子集成微谐振子中孤子形成的光子芯片级频率梳的最新进展[2,3]为 SD-OCT 提供了一种芯片级替代照明方案。然而迄今为止，此类孤子微梳在 OCT 中的使用尚未被分析。本文探讨孤子微梳在频域 OCT 中的使用，并表明通过采用光子芯片级 Si3N4 谐振子与 1300 nm 泵浦激光相结合，可获得超越商用 SLD 的光谱带宽。我们证明微谐振子中的孤子态在相同功率下表现出比 SLD 约低 3 dB 的噪声基底，但在毫瓦级功率下可表现出显著更低的噪声性能。我们使用孤子微梳对离体固定小鼠脑组织进行 SD-OCT 成像，并以 SLD 作对比，证明了基于孤子的 SD-OCT 的原理可行性。重要的是，我们证明所有孤子梳齿的经典幅度噪声是相关的，即共模的，这与 SLD 或非相干微梳态[4]相反，理论上应改善图像质量。此外，由于孤子态的高相干性与时间周期性，我们展示了圆周测距即光学子采样[5,6]的潜力。综上，我们的工作表明了孤子微梳用于 SD-OCT 的良好特性。
引用
@article{arxiv.1902.06985,
title = {Soliton microcomb based spectral domain optical coherence tomography},
author = {Paul J. Marchand and J. Connor Skehan and Johann Riemensberger and Jia-Jung Ho and Martin H. P. Pfeiffer and Junqiu Liu and Christoph Hauger and Theo Lasser and Tobias J. Kippenberg},
journal= {arXiv preprint arXiv:1902.06985},
year = {2020}
}