OCT Flashcards
Was ist die Idee hinter der OCT ?
OCT liefert Informationen aus allen Tiefen der Probe über den Interferenzkontrast.
Tiefendiskriminierung durch Interferenz (Kohärenz-Gating)
Informationen aus der Schicht deren Laufzeit im Referenzarm entspricht –> Signal aus Referenzwelle R(z,t)
Das Michelson Interferometer als Grundlage, wobei ein Spiegel durch eine (mehrschichtige) Probe ersetzt wird (Probenarm) und der Referenzarm wird bewegt.
Wann tritt Interferenz im Michelson Interferometer auf?
Wenn beide Interferometerarme (Spiegel) sich maximal um die halbe Kohärenzlänge unterscheiden.
Die Lichtquelle muss kurzkohärent sein, damit Interferenz nur dann auftritt, wenn die beiden Speigel gleich lang sind.
Andernfalls sehen wir nur noch die Intensitäten von beiden Armen, die wir detektieren
Was sagt das Interferenzsignal über die Objektwelle und Referenzwelle aus?
das Interferenzsignal ist proportional zum quadratischen Betrag von (O(t)+R(z,t)
- Was ist konfokales Gating?
2. und Kohärenz-Gating?
- Dass mehrfach gestreute Photonen nicht auf den Detektor gelangen –> Pinhole
- Filterung mehrfach gestreuter Photonen und Reflexe von optischen Komponenten - Tiefendiskriminierung durch Interferenz
OCT
Welche beiden Techniken gibt es ?
-Time-Domain OCT: zeitabhängigkeit, bewegter Spiegel
Die Tiefendiskriminierung durch die Interferenz wird auch das Koh¨arenz-Gating
(engl. Coherence Gating) genannt.
• Meist findet zus¨atzlich eine Kombination mit dem Konfokalen-Gating statt.
• Filtert mehrfachgestreute Photonen und Reflexe von optischen Komponenten
• Durch Filtern des Gleichanteils wird RehROit (z) bestimmt.
• Das resultierende Signal hROi(z) ist in z analytisch.
• Digitale Gewinnung ¨uber eine Hilberttransformation
• Oder mit Analogelektronik (Gleichrichter und Filter).
Die Aufl¨osung bei Time-Domain OCT wird meist als Halbwertsbreite (FWHM)
angegeben, in Abh¨angigkeit der -Halbwertsbreite einer Gaußf¨ormigen Lichtquelle.
-Fourier-Domain OCT: Spektralanpassung in Tiefeninfos berechnen, Wellenzahl abhängig, Parallele Detektion aller Tiefen, bestimmt komplexes Signal
ohne Bewegung des Referenzarmes
Die Koh¨arenzfunktion entsteht durch ¨Uberlagerung aller Frequenzen der Lichtquelle.
• Nur wenn alle Frequenzen (aus Referenz und Probe) im Gleichtakt sind beobachten
wir Interferenz
• Sind die Frequenzen aus dem Takt verschwindet die Interferenz (Phase Washout).
Welche verschiedene Scan gibt es ?
- A(xial) Scan
- B-Scan: Querschnittbild, Sammlung von A-Scans
- C-Scan: 3D Volumen, Sammlung von B-Scans
- En Face: Schnitt in konstanter Tiefe
Wie wird die Auflösung bei der Time-Domain OCT angegeben ?
als Halbwertsbreite (FWHM) für gaußförmige Lichtquelle
Was besagt das wiener-Chinchin Theorem?
Die spektrale Leistungsdichte ist die FT der korrrespondierenden Autokorrelation ) (Amplitude?)
Wodurch gewinnt man ein analytisches Signal?
durch Anwendung der Hilberttransformation (fügt Imaginärteil hinzu)
Was sind die Unterschiede von der Td-OCT und der FD-OCT?
TD:
- Signal in Abhängigkeit von z aufgenommen
- nur der Probenanteil der entsprechenden Refernzposition z trägt zum Signal bei
- Signal bandlimitiert durch das Spektrum
- Ir+Io=konst. immer –> immer gleichviele Photonen aus Ref und Probe
- Auflösung durch Kohärenzfunktion und Spektrum (Wiener-Chintchin-Theorm) bestimmt
FD:
- Signal in Abhängigkeit von k aufgenommen
- alle aufgenommenen k tragen zum Signal für alle z bei
- Signal ist bandlimitiert durch die Tiefe der Probe
- Anzahl der detektierten Photonen (aus IR,Io) kann mit k varriieren
- Auflösung durch detektierten Teil des Spektrums bestimmt
Was sagt die Kohärenzfunktion aus?
Ein Maß für den Grad der Linearität zweier Zeitsignale über der Frequenz.
Entsteht durch Überlagerung aller Frequenzen der Lichtquelle
Wann beobachtet man Interferenz on der FD-OCT?
Nur wenn alle Frequenzen (Referenz,Probe) im Gleichtakt sind –> sonst Phase Washout
Was ist die Analogie zur FD-OCT ?
die Holografie
der Autokorrelationsanteil überlagert die Kreukorrelationsanteile und kanndiese stören
Full-Range und komplex-konjugierte Analogie
was ist die Relation zwischen TD und FD ?
Wird das TD OCT Signal phasenkorrekt FT erhält man ein FD-OCT Signal entsprechendes Spektrum
Welche Umsetzungen des FD-OCT Konzeptes gibt es ?
Spectral-Domain OCT (mit Spektrometer detektiert) mit räumlicher kohärenter breitbandiger Quelle, Zeilenkamera
Swept-Source OCT/ optical Frequency Domain Imaging: Alle Wellenzahlen sequentiell aufgenommen (Lichtquelle ändert mit Zeit ihre Wellenzahl durch räumlich kohärentem, schnell durchstimmbarem Laser.