掃頻激光器與光學相干斷層掃描成像技術-OCT成像技術（高分辨率 · 高速 · 無創三維成像）。

光學相干斷層掃描（OCT）是20世紀90年代初發展起來的一種高分辨率生物醫學成像技術，被譽為"光學活檢"。它利用低相干干涉原理，以微米級的分辨率對生物組織內部結構進行三維成像，無需切片、無需染色、無創或微創，目前已廣泛應用于眼科、皮膚科、心血管、消化科等多個醫學領域。

OCT技術的發展催生了對掃頻激光器（Swept Source Laser）的巨大需求。與傳統的超輻射發光二極管（SLD）相比，掃頻激光器具有更高的輸出功率和更窄的瞬時線寬，使得OCT系統的成像速度和靈敏度大幅提升。尤其是1060nm和1300nm波段的掃頻激光器，正在推動OCT技術向更深穿透、更高分辨率的方向演進。

本文系統介紹OCT的物理原理、掃頻激光器的關鍵技術指標，以及掃頻激光器在OCT系統中的具體應用。

OCT基于邁克爾遜干涉儀，利用低相干光源的短相干長度實現高軸向分辨率

一、OCT的基本原理

1.1 低相干干涉

OCT利用低相干干涉，當樣品反射光與參考光的光程差小于光源相干長度時產生干涉信號。相干長度 Lc = (2·ln2/π)·(λ?2/Δλ)。例如1310nm SLD光源（Δλ=70nm）相干長度約8.5μm，掃頻激光器（Δλ=50nm）約12μm。軸向分辨率 δz ≈ 0.44·λ?2/Δλ。

1.2 時域OCT與頻域OCT

時域OCT（TD-OCT）通過機械掃描參考臂，速度慢（1-2kHz A-scan/s）；頻域OCT（FD-OCT）同時采集所有深度信息，靈敏度大幅提升。其中掃頻OCT（SS-OCT）使用掃頻激光器和單點探測器，成像速度可達數十kHz至MHz，是當前主流技術。

1.3 關鍵性能指標

軸向分辨率由光源帶寬決定，典型值3-10μm；橫向分辨率由物鏡NA決定，典型值10-20μm；成像深度受組織散射限制，1300nm波段可達2-3mm；SS-OCT靈敏度可達90-100dB，遠高于TD-OCT（60-70dB）。

相干長度決定軸向分辨率，掃頻激光器通過寬波長掃描實現高分辨率成像

二、掃頻激光器技術

2.1 工作原理

掃頻激光器通過溫度調諧、電流調諧或機械掃描（振鏡/光柵）實現波長快速掃描。高性能架構包括傅里葉域鎖模（FDML）激光器（速率可達數MHz）、外腔調諧激光器（10-50kHz）和FP激光器直接電流調諧（1-10kHz，成本最-低）。我們的FP激光器部分型號經過篩選可用于低成本SS-OCT。

2.2 關鍵技術指標

中心波長：決定穿透深度，眼科常用840/1060nm，心血管/消化道用1300nm，工業用1550nm。

掃描范圍（Δλ）：影響軸向分辨率，要求>50nm。

掃描速率：決定成像速度，臨床眼科36-245kHz，心血管100-500kHz，科研可達MHz。

瞬時線寬：決定相干長度，通常<0.1nm，滿足成像深度需求。

輸出功率：影響信噪比，通常1-30mW。

相位穩定性：影響圖像質量，對OCTA尤為重要。

三種掃頻激光器架構對比，FDML性能最高，FP電流調諧成本最-低

三、SS-OCT系統設計

3.1 系統架構

SS-OCT系統包括掃頻光源模塊（激光器+耦合器）、干涉儀（分束器、參考臂、樣品臂）、探測模塊（平衡探測器）、信號處理（ADC+FFT+圖像重建）。我們可提供掃頻激光器光源模塊及配套隔離器、耦合器等。

3.2 光路設計要點

光纖耦合：便于模塊化，使用2×2耦合器、準直器、偏振控制器和光隔離器。

偏振管理：偏振分集檢測或調整參考臂偏振態，避免信號丟失。

色散補償：在參考臂添加色散補償光纖或使用數字補償算法。

安全標準：滿足IEC 60825-1，樣品臂功率不超過MPE（眼科學約1mW）。

3.3 信號處理流程

數據采集（每個A-scan采樣1000-4000點）→ 重采樣（等波數間隔）→ 傅里葉變換（FFT）→ 深度域信號 → 對數壓縮、濾波、三維渲染。

SS-OCT系統由掃頻光源、干涉儀、探測器和信號處理模塊組成

四、典型應用場景

4.1 眼科成像

視網膜OCT（840nm或1050nm，分辨率3-7μm，掃描速率36-245kHz）是黃斑病變、青光眼等診斷金標準；眼前節OCT（AS-OCT）用于角膜、房角成像；OCTA通過相位/幅度變化檢測血流，無需造影劑。我們提供840nm/1060nm FP激光器適配眼科光源。

4.2 心血管內成像（IV-OCT）

使用1310nm掃頻光源，導管直徑約1mm，旋轉探頭實現360°成像，分辨率10-20μm，掃描速率100-500kHz。用于評估支架置入效果、識別斑塊類型。我們的1310nm FP激光器支持高速調制，適用于IV-OCT光源。

4.3 消化道內鏡成像

內鏡OCT（1300nm或1550nm，分辨率10-15μm，探頭直徑1-2mm）用于Barrett食管篩查、胃腸息肉評估。我們的1550nm FP激光器可提供更深穿透。

4.4 皮膚科與工業檢測

皮膚OCT（1300nm）用于皮膚癌篩查；工業OCT（1550nm）用于涂層厚度、晶圓檢測。我們的全波段FP激光器可滿足不同應用需求。

不同應用對OCT系統的波長、分辨率和速度要求不同，掃頻光源需匹配

五、OCT產品配套方案

我們提供覆蓋840nm、1060nm、1310nm、1550nm的全波段FP激光器，適應不同OCT應用需求：

840nm FP-LD：眼科OCT基礎光源，TO-CAN封裝，5-20mW。

1060nm FP-LD：深層眼科/皮膚科，蝶形封裝（帶TEC），5-30mW。

1310nm FP-LD：心血管/內鏡核心器件，蝶形封裝（14-pin，內置TEC/MPD），5-20mW。

1550nm FP-LD：工業/科研，蝶形封裝（帶TEC），5-20mW。

配套器件包括光隔離器、光纖耦合器、準直器、偏振控制器、WDM等，支持定制化波長、功率和封裝。

不同波長OCT的穿透深度：840nm用于表層，1300/1550nm用于深部組織

六、技術發展趨勢

更高掃描速率（MHz級SS-OCT）、更長波長（1700nm）、多模態融合（OCT+熒光/光聲）、AI輔助診斷、微型化一次性探頭。我們持續跟蹤OCT技術前沿，擴展波長覆蓋，提供定制化光源解決方案。

七、總結

光學相干斷層掃描（OCT）技術從實驗室走向臨床和工業，掃頻激光器是核心驅動力。

本文系統介紹了OCT的物理原理、掃頻激光器的關鍵技術指標、系統設計要點和典型應用。我們提供覆蓋840nm、1060nm、1310nm、1550nm的全波段FP激光器及配套器件，支持OCT系統制造商快速構建高性能光源模塊。

隨著OCT設備市場持續增長，掃頻光源需求將同步擴大，我們致力于為客戶提供高性價比、高可靠性的光源解決方案。