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光学相干层析成像信号探测和处理电路设计与制作

作　者: 蔡里禹
导　师: 高应俊
学　校: 暨南大学
专　业: 光学工程
关键词: 光学相干层析成像电路设计 PSpice 抗干扰电路调试
分类号: TP274.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

光学相干层析(Optical Coherence Tomography,OCT)成像技术能进行非侵入、无辐射、高分辨率、高灵敏度、实时层析成像,因此在生物医学、材料分析、半导体器件质量检测等许多领域具有重要的应用价值。本文对用于光学相干层析成像系统的微弱信号探测和处理电路设计、制作、调试进行了研究。通常样品散射返回的信号光很微弱,光电探测器的输出信号非常小(输出的电流在微安量级),另一方面OCT系统本身和外界各种杂散噪声对有效信号的干扰很大,所以设计高效信号探测和处理电路的关键是如何滤除频带外各种噪声,提高信噪比。论文首先对光学相干层析成像原理及系统硬件进行了细致分析,确定了干涉信号的中心频率和带宽,为设计信号探测和处理电路提供重要的理论依据。结合双路消噪法和窄带滤波法设计的信号探测和处理电路,最大限度的抑制频带外噪声,提高系统信噪比。根据干涉信号的中心频率和带宽获得所需的电路参数和器件参数设计信号探测和处理电路。使用Pspice电子电路仿真软件对所设计电路进行性能仿真测试、参数扫描和灵敏度分析,这样,可以在验证电路特性的同时,也为后阶段电路调试提供参考。从电磁兼容性的角度设计了PCB板,可提高信号探测和处理电路的抗电磁干扰能力。结合分块调试和整体调试两种方法进行了信号探测和处理电路调试工作。完成调试的信号探测和处理电路用于光纤型OCT系统对实验样品进行了扫描层析成像检验,结果表明信号探测和处理电路不仅满足系统实际要求,而且具有高的信噪比。本文设计的信号探测和处理电路对简化缩小传统光电探测处理系统体积,对OCT系统的商业小型化具有一定的实际价值。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-7
第一章绪论  7-15
  1.1 前言  7
  1.2 光学相干层析成像的研究意义  7-8
  1.3 国内外研究现状  8-11
  1.4 OCT成像运用现状  11-12
  1.5 微弱信号检测方法  12-13
  1.6 本文主要内容  13-15
第二章光学相干层析成像原理及系统硬件  15-27
  2.1 引言  15
  2.2 光学相干层析成像原理  15-18
  2.3 OCT系统硬件  18-25
  2.4 本章小结  25-27
第三章信号探测和处理电路设计与仿真  27-43
  3.1 引言  27
  3.2 OCT系统参数  27
  3.3 信号探测和处理电路设计  27-38
  3.4 Pspice仿真  38-42
  3.5 本章小结  42-43
第四章信号探测和处理电路制作和调试  43-49
  4.1 引言  43
  4.2 PCB设计  43-44
  4.3 电路调试  44-47
  4.4 信号探测和处理电路在OCT系统中的实际使用和检验  47-48
  4.5 本章小结  48-49
第五章 OCT实验系统试验结果和分析  49-53
  5.1 OCT系统性能分析  49-50
  5.2 OCT实验系统试验结果和分析  50-52
  5.3 本章小结  52-53
第六章总结与展望  53-55
参考文献  55-61
附录  61-62
在学期间发表的学术论文及科研成果清单  62-63
致谢  63

光学相干层析成像信号探测和处理电路设计与制作

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