Log_20160519_Sensitivity

  • Sensitivity in FF-OCT
    • Dubois, A., et al. (2002). “High-resolution full-field optical coherence tomography with a Linnik microscope.” Applied Optics 41(4): 805-812.
    • ZJH Dissertation
    • 系统灵敏度需要用参考臂
  • CCD的选择

Sensitivity in FF-OCT

Dubois, A., et al. (2002). “High-resolution full-field optical coherence tomography with a Linnik microscope.” Applied Optics 41(4): 805-812.

The sensitivity of the instrument characterizes its ability to detect a small coherent signal masked by the preponderant incoherent background.

  • 系统灵敏度
  • 样品灵敏度
  • Q1 Rmin和Rinc是如何求得?
  • A1 见 ZJH 大论文

ZJH Dissertation

量子井深指的是光敏元件能够容纳的电荷数的最大值,即饱和状态下的电荷数。而当光强的强度恰好使得光敏元件饱和,则光敏器件本身的噪声(电噪声,热噪声等)将远小于光子的散粒噪声。 一般来说,生物组织Rinc=0.4%~0.8%;(S+Setup)inc=1%;r=2%;

Reference: Sacchet, D., et al. (2008). “Simultaneous dual-band ultra-high resolution full-field optical coherence tomography.” Optics Express 16(24): 19434-19446.

Abstract: Ultrahigh-resolution full-field optical coherence tomography (FF-OCT) is demonstrated in the 800 nm and 1200 nm wavelength regions simultaneously using a Silicon-based (Si) CCD camera and an Indium Gallium Arsenide (InGaAs) camera as area detectors and a halogen lamp as illumination source. The FF-OCT setup is optimized to support the two broad spectral bands in parallel, achieving a detection sensitivity of ~ 90 dB and a micrometer-scale resolution in the three directions. Images of ex vivo biological tissues are presented (rabbit trachea and Xenopus laevis tadpole) with an increase in penetration depth at 1200 nm. A color image representation is applied to fuse both images and enhance spectroscopic property visualization.

理论动态范围

参考臂的反射率r=2%、生物样品对应的非相干部分的反射率Rinc=0.5%,无样品时实验装置的反射率0.2%、并用100次的叠加数,理论动态范围为67dB.

实际测量

为了测我们全场OCT系统实际的动态范围,我们对氟化钙晶体表面某一区域进行了纵向扫描(步长为 0.3um)。该晶体表面理论的反射系数为 0.13% (相当于衰减29dB)。我们对不同叠加数重复了上述测量,得到了不同叠加数对应的动态范围。图3.14 为理论与实测动态范围随叠加数变化的曲线。从该图中可以看出,实测与理论值比较相符,但都略小于理论值。这是由于理论推导时都用到了最理想的条件,而实测中只能尽量调到与理论值相符。 10*log(Rmax/Rmin)

系统灵敏度需要用参考臂

FFOCT测量某一样品灵敏度方法:

  • 1.载玻片作为样品;
  • 2.轴向扫描并求出en face图;
  • 3.取光强纵向拟合;
  • 4.取噪声为最小探测信号n,取最大值为强度信号I;
  • 5.动态范围为:10log10(I/n) + 样品本身的衰减系数, 例如:载玻片反射率为4%,则衰减系数为:10log10(0.04)=-14dB。

前辈郑京镐博士说:

系统灵敏度需要按照参考臂去求,样品是可以变化的,实际测量结果(跟参考臂反射率无关,此时的参考臂只起到匹配作用)为某一样品时的灵敏度。公式里是最理想的值,但结果应该能匹配,或者就差一些。

我要谢谢郑京镐博士。但是最近又遇到了问题,我们CCD是8位,那就可以不测灵敏度了,因为最多就是10log(255/1),这tm才多少呢?

CCD的选择

涉及到像素深度的概念,我们CCD是8bit,内部也是只能达到8bit。而ZJH用的CMOS像素深度12bit,内部取出的数据则为16bit。所以要选择新相机。

  • Imperx MDC-1004 48HZ 12bit
  • Dalsa 1M15 1024*1024 uncontinued
  • Dalsa 1.4M 1400*1024 100FPS up to 10 bits
  • PhotonFocus MV-D1024E-160-CL-12 1024*1024 150fps 12/10/8 bit

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