偏振oct雙路信號(hào)硬件處理系統(tǒng)

1、 偏振 偏振 OCT 雙路信號(hào)硬件處理系統(tǒng) 雙路信號(hào)硬件處理系統(tǒng) Double-channel Signal Processing System Based PS-OCT 學(xué)科專(zhuān)業(yè)：光學(xué)工程 研 究 生：黃 銳 指導(dǎo)教師：陳 曉 冬 教授 天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院 二零一二年十二月 摘 要 OCT（Optical Coherence Tomography，光學(xué)相干層析技術(shù)）是一種光學(xué)成像技術(shù)，利用弱相干光干涉的基本原理，

2、檢測(cè)生物組織等光散射介質(zhì)，獲取微米級(jí)的三維結(jié)構(gòu)圖像。OCT 具有非接觸、無(wú)損傷、高分辨率等特點(diǎn)。偏振 OCT 是一種功能 OCT，它通過(guò)偏振光成像獲取生物組織的反射率和雙折射率分布。利用偏振 OCT 檢測(cè)病患組織雙折射性質(zhì)的改變，可作為組織功能和結(jié)構(gòu)上的診斷依據(jù)。 本文對(duì)偏振 OCT 的成像原理進(jìn)行研究，并完成理論推導(dǎo)分析，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)偏振 OCT 雙路信號(hào)硬件處理系統(tǒng)。 系統(tǒng)包括全光纖化的偏振 OCT 光路、 實(shí)現(xiàn)放大、增益補(bǔ)償和

3、帶通濾波的模擬電路、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和同步控制的基于FPGA 的數(shù)字電路、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)?USB 模塊和計(jì)算機(jī)上進(jìn)行圖像實(shí)時(shí)顯示的軟件平臺(tái)。 論文主要完成以下工作： 1. 采用光纖等光學(xué)器件搭建偏振 OCT 系統(tǒng)光路，獲取干涉光信號(hào)。 2. 設(shè)計(jì)放大電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)弱信號(hào)的 100 倍放大；設(shè)計(jì)增益補(bǔ)償電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同深度信息的不同倍率放大，改善信號(hào)隨深度增加而衰減的現(xiàn)象；設(shè)計(jì)帶通濾波器，消除直流分量和噪聲，提高信噪比。 3. 設(shè)計(jì) AD 轉(zhuǎn)換

4、電路，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；設(shè)計(jì) FPGA 電路并編寫(xiě) Verilog 程序， 實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字信號(hào)的帶通濾波、 正交解調(diào)、 振幅相位解調(diào)、中值濾波和 RAM 緩存； 設(shè)計(jì)雙工 USB 模塊， 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸及指令發(fā)送；設(shè)計(jì)圖像顯示軟件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)反射率和雙折射率圖像的實(shí)時(shí)顯示。 4. 設(shè)計(jì)滯回比較器，通過(guò)快速掃描延遲線信號(hào)產(chǎn)生 FPGA 的同步控制基準(zhǔn)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)軟、硬件系統(tǒng)的同步運(yùn)行。在 FPGA 中設(shè)計(jì)狀態(tài)機(jī)，完成對(duì)一次縱向掃描中空狀態(tài)、