摘要：频谱编码显微装置是通过衍射光栅在横向位置进行编码，然后再通过光谱仪来获得显微图像的成像系统。样品上的不同位置被不同的波长照明，然后通过对反射光进行解码来得到空间信息。本文搭建了一个基于超连续光源和自制光谱仪的频谱编码显微成像系统，阐述了频谱编码显微成像的基本原理，并对主要性能参数进行研究分析。通过对光栅，洋葱表皮和手机屏幕进行成像，结果表明，频谱编码显微成像的方法能够进行高分辨的成像。

关键词  成像系统；频谱编码；深度成像；

毕业设计说明书外文摘要

Title  Experimental Research on Spectrally Encoded Imaging

Abstract：Spectrally encoded imaging is a system that uses a diffraction grating and a spectral analyzer for microscopic imaging, and is encoded in a transverse position using a grating to achieve the purpose of biological tissue imaging. Through the grating and focusing lens on the sample to produce spectral coding line, no additional scan can be a line of images, and then use the slow line scan can be three-dimensional images, so the endoscopic imaging has great value. This paper aims to elaborate the basic principles of spectral coding micrographics. Onion epidermis and the screen of the mobile phone, the results show that the method of spectrally encoded imaging can perform high resolution imaging capability.

Keywords  Imaging system；；Spectrally encoded；Depth-resolved；

目   次

1   绪论 1

1.1  生物医学成像技术概述 1

1.2  光学成像技术发展和应用 1

1.3  频谱编码技术发展与应用 3

2.  频谱编码与现有成像方式的对比 6

2.1  频谱编码与OCT原理对比 6

2. 2  频谱编码与传统的共焦显微镜对比 7

3  频谱编码成像理论分析 10

3.1  衍射分光原理 10

3.2  频谱编码成像基本原理 11

3.3  系统参数理论分析 11

4.  实验装置及结果分析 13

4.1  频谱编码显微成像装置 13

4.2   USAF-1951成像性能测试 15

4.3  光栅成像测试 16

4.4  洋葱样品成像 17

4.5  鸡皮组织成像测试 18

4.6  手机屏幕成像 19

结  论 20

致  谢 21

参考文献 22

1   绪论

1.1  生物医学成像技术概述

生物医学成像是利用某种媒介（例如：X射线和超声波）同人体间的作用关系，将人的机体组织和器官的各种信息[1]，通过成像的方式进行表达，帮助其进行疾病的确诊，使其能够根据图像所提供的信息进行有效治疗。为了医学方面的应用，我们常常需要利用生物医学成像，使用不是侵入的方式对生物体内部进行成像，这也是一种逆向推论，即用结果（观测到的生物组织成像）反推成因（活体组织性能）。

生物医学成像技术一方面可以提升使我们对于疑难杂症的治愈能力，另一方可以更好地弄清楚它的病理原因，从而制定更好的解决方案，对症下药，因而在医学领域方面意义重大[2]。过去的近百年间，非侵入式的成像技术的发展对医疗诊断产生了很大影响。例如:X射线照相术(X-ray Radiography), X射线计算机层析成像(X-ray computed tomography, X-CT)、超声成像(ultrasound Imaging)、磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)等。生物组织的立体视图可以借助于这些技术进行成像，然而，它们的系统分辨率的量级通常为毫米级。对于临床手术，这些成像方法被广泛使用于对生物体器官的成像，同时在解剖学中应用很广。为了在实践中可以尽早的发现癌症并及时治疗，将成像的分辨效果扩展到微米甚至更小的量级是确有必要的。也只有当可以观察到细胞这种微米以下等级的图像后，才能更早的发现癌症或者其他分子变异的疾病。因此，生物医学成像技术对于临床诊断是大有裨益的。