謝子昂 吳 平 張師平 李 莉 裴藝麗

(北京科技大學(xué)1數(shù)理學(xué)院;2 自然科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心,北京 100083)

當(dāng)前科技日新月異,新工業(yè)時代的重要變革正在來臨。為培養(yǎng)適應(yīng)新興技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展需要的復(fù)合型人才,教育部近年來出臺了一系列新舉措,提出各高校應(yīng)立足教學(xué)根本,深化體制改革,積極建設(shè)新工科課程[1]?！洞髮W(xué)物理》作為基礎(chǔ)課程,在工科教學(xué)體系中舉足輕重。其課堂教學(xué)中有必要加強(qiáng)理論知識與新興高新技術(shù)間的聯(lián)系,使學(xué)生體會到基本物理原理是新技術(shù)發(fā)展的源泉,從而提升學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)探索熱情,為他們進(jìn)一步學(xué)習(xí)專業(yè)課知識打下良好基礎(chǔ)。

為此,我們嘗試從光的干涉等最基本物理原理出發(fā),在大學(xué)物理課堂的光學(xué)部分向?qū)W生適時介紹光學(xué)相干斷層掃描(optical coherence tomography,OCT)技術(shù)的原理和歷史,使之成為大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容之一。在光的干涉教學(xué)基礎(chǔ)上,講解通過OCT 技術(shù)獲得樣品二維斷層圖像的原理,激發(fā)學(xué)生自主探究提高OCT 技術(shù)測量速度與精度的方法。這一嘗試將使最新前沿科學(xué)技術(shù)走進(jìn)課堂,開拓學(xué)生眼界,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。

1 OCT技術(shù)基本原理

OCT 技術(shù)是一種極具發(fā)展前景的新型層析成像技術(shù),在活體檢測成像等方面具有突出的應(yīng)用潛力,被形象地稱為“光學(xué)超聲”[2-5]。其成像分辨率可達(dá)亞微米量級,比傳統(tǒng)的超聲成像技術(shù)還要高出一到兩個數(shù)量級[5,6]。OCT 技術(shù)目前已在眼科、牙科和皮膚科臨床診斷中得到了廣泛的應(yīng)用,是繼X射線和核磁共振成像技術(shù)之后,醫(yī)療領(lǐng)域的又一大技術(shù)突破,近年來得到了迅速發(fā)展[3,7]。

最初的OCT 系統(tǒng)根本上是一臺邁克爾孫干涉儀[5,8,9],通常使用近紅外波段的寬譜弱相干光源產(chǎn)生入射光。紅外光的波長較長,較易進(jìn)入樣品內(nèi)部,且其能量較小,不易損壞樣品[8,10]。如圖1 所示,入射光經(jīng)分束鏡分為兩束。一束到達(dá)至平面反射鏡并反射回來,而另一束到達(dá)樣品并反射回來。兩束反射光為相干光并發(fā)生干涉。干涉信號被光探測器探測,測量數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后可得到樣品的斷層掃描圖像結(jié)果。系統(tǒng)通過勻速改變平面反射鏡所在位置,對樣品在深度方向進(jìn)行成像。其成像與參考臂上反射鏡的運(yùn)動時間對應(yīng),被稱為時域OCT(time domain OCT,TD-OCT)系統(tǒng)。教學(xué)中,結(jié)合邁克爾遜干涉儀的相關(guān)理論知識,對TD-OCT 系統(tǒng)的物理原理作如下分析。

圖1 TD-OCT 系統(tǒng)光路圖

TD-OCT 系統(tǒng)的光源可為具有高斯型光譜分布的寬譜LED 光源。將其歸一化功率譜密度記作(s(k))2,有:

設(shè)時間為t時,參考臂中波數(shù)為k的單色光信號電場復(fù)分量為Er(k,t),樣品臂中為Es(k,t),它們的數(shù)學(xué)形式可寫為:

式(2)和式(3)中,zr和zs分別為參考臂和樣品臂對應(yīng)的光程。rs(zs)是樣品臂中光程為zs處的反射率,它包含了此處樣品的形貌、折射率等關(guān)鍵有效信息,且有:0＜rs(zs)＜1。ω是角頻率。定義光程差Δz為:Δz=zs-zr。則兩束光的干涉光光強(qiáng)i(k,zs,Δz)為:

式(4)中,“〈 〉”代表對時間求平均值,所研究時長為0～+∞。TD-OCT 系統(tǒng)中,探測器探測到的光強(qiáng)I是zs和Δz的函數(shù),記作I(zs,Δz),有:

式(5)中,Γ(z)是光源的自相關(guān)函數(shù)。由維納-辛欽定理[11],信號的功率譜密度和其自相關(guān)函數(shù)構(gòu)成傅里葉變換對,即:

對具有高斯型光譜分布的寬譜光源,其自相關(guān)函數(shù)可表示為[11]:

式(7)中,Q是頻譜寬度,是與光源特性有關(guān)的定值。將式(7)代入式(5),可得:

式(8)中,等式右端是三項(xiàng)之和。第一項(xiàng)“1”為常數(shù),由參考臂返回的光強(qiáng)貢獻(xiàn),稱為直流項(xiàng)。第二項(xiàng)“(rs(zs))2”由樣品中光程為zs處,受周邊物質(zhì)反射、散射等作用返回的光強(qiáng)貢獻(xiàn),稱為寄生項(xiàng)。一般而言,寄生項(xiàng)比直流項(xiàng)小得多,可以忽略。第三項(xiàng)稱為真實(shí)項(xiàng),其中的因子“rs(zs)”真正包含了樣品中光程為zs處的形貌、折射率等關(guān)鍵有效信息。從式(8)中可看出,真實(shí)項(xiàng)受因子“exp(-Q2Δz2)”的調(diào)制。因入射光源為寬譜光源,其Q較大,只有當(dāng)Δz很小,尤其是當(dāng)Δz≈0,即zs≈zr時,有exp(-Q2Δz2)≈1,此時才可通過I(zs,Δz)直觀了解rs(zs)的情況。當(dāng)Δz較大時,真實(shí)項(xiàng)受指數(shù)函數(shù)的衰減調(diào)制,幾乎為0,從而不能通過I(zs,Δz)直觀了解rs(zs)。

TD-OCT 系統(tǒng)工作時,需勻速移動參考臂上的反射鏡以改變zr。此時zs≈zr,光探測器中返回的光信號近似是I(zs,0),簡作I(zs),有:

使用計(jì)算機(jī)程序處理I(zs),去除直流項(xiàng)、寄生項(xiàng)后,可得到一個較為接近rs(zs)的最終成像結(jié)果,記作I0(zs)。通過I0(zs),即可了解樣品內(nèi)光程為zs處的信息。

圖2 TD-OCT 系統(tǒng)的三維掃描成像原理示意圖

TD-OCT 系統(tǒng)的三維掃描成像原理如圖2所示。探頭中,集成了圖1所示的光源、分束鏡、光探測器等部件。探頭固定在導(dǎo)軌上,可沿x軸方向平動。導(dǎo)軌本身可沿y軸方向做整體平動。探頭一側(cè)附帶的反射鏡移動機(jī)械裝置可以很高精度使其內(nèi)的反射鏡沿x軸方向做勻速平動。進(jìn)行三維掃描成像時,探頭首先定于一處,探測該處深度方向上光程為zs處的樣品信息。TD-OCT系統(tǒng)通過反射鏡移動機(jī)械裝置平穩(wěn)地勻速改變反射鏡位置,并由計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)獲得相應(yīng)的I0(zs),從而實(shí)現(xiàn)對樣品該處深度方向上信息的掃描探測。完成對此處深度方向上所有位置的逐點(diǎn)探測后,探頭連同反射鏡移動機(jī)械裝置整體沿x軸方向平動一個步長距離,開始對下一處深度方向上的逐點(diǎn)探測。如此往復(fù),直至完成對沿x軸待探測區(qū)間的掃描。經(jīng)計(jì)算機(jī)處理,即可獲得一張x-z平面內(nèi)的斷層掃描圖像。此時,探頭、反射鏡移動機(jī)械裝置和導(dǎo)軌整體沿y軸方向平動一個步長距離,開始掃描下一張斷層掃描圖像。如此往復(fù),并將多張x-z面內(nèi)的斷層掃描圖像由計(jì)算機(jī)組合,即可得到三維掃描成像結(jié)果。

TD-OCT 系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對樣品的三維掃描成像,但它存在諸多缺點(diǎn)。探頭需附帶反射鏡移動機(jī)械裝置,這一裝置需有很高的運(yùn)動精度和極優(yōu)的平穩(wěn)性能,這使得系統(tǒng)龐大、臃腫,不利于實(shí)現(xiàn)儀器小型化。機(jī)械裝置運(yùn)行時,即使微小的抖動都會對成像造成極大影響,使系統(tǒng)信噪比降低,成像質(zhì)量欠佳。此外,對樣品深度方向上的探測完全依賴于反射鏡移動機(jī)械裝置,因而成像速度較慢,難以實(shí)現(xiàn)快速、實(shí)時檢測。

傅里葉域OCT(Fourier domain OCT,FDOCT)系統(tǒng)的出現(xiàn)是對OCT 技術(shù)的一次關(guān)鍵革新,其基礎(chǔ)原理仍是光的干涉理論。目前工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療服務(wù)中所稱的“OCT 系統(tǒng)”一般均指FDOCT 系統(tǒng),而TD-OCT 系統(tǒng)已被淘汰。FD-OCT系統(tǒng)中徹底取消了反射鏡移動機(jī)械裝置,依靠系統(tǒng)對干涉信號光譜作傅里葉逆變換來進(jìn)行深度方向上的成像,從而極大提高了系統(tǒng)成像速度[10]。

FD-OCT 系統(tǒng)的光路如圖3所示。從寬譜多色光源發(fā)出的入射光進(jìn)入光纖干涉儀內(nèi)的光纖耦合器并被分為兩束。其中一束到達(dá)反射鏡并被反射回來,另一束到達(dá)樣品并被反射回。兩束反射回的光為相干光發(fā)生干涉,經(jīng)光纖耦合器形成干涉信號,并被光探測器捕獲。對干涉信號進(jìn)行傅里葉逆變換,可得到該處整個深度方向上的信息。FD-OCT 系統(tǒng)中的寬譜多色光源亦使用低功率紅外光做入射光。

圖3 FD-OCT 系統(tǒng)光路圖

FD-OCT 系統(tǒng)中,參考臂反射鏡位置固定,zr為定值。將式(4)改寫為

光探測器接收到的光強(qiáng)I(k)為:

定義對單色光信號f(k)做傅里葉逆變換,以得到其傅里葉變換對g(zs)的數(shù)學(xué)記號和運(yùn)算法則為:

將式(10)代入式(11),對I(k)做傅里葉逆變換,所得信號記作G(zs),有:

式(13)中,“*”代表做卷積運(yùn)算。由式(13),G(zs)反映了樣品深度方向上的信息。取樣品位置為零光程參考位置,也即令zs=0。此時有Γ(zs)=1。由于zr是定值,為簡化表示,將G(zs)改寫為G(Δz):

式(14)中,等號右端是四項(xiàng)之和。第一項(xiàng)“1”由參考臂返回的光強(qiáng)貢獻(xiàn),仍稱之為直流項(xiàng)。第二項(xiàng)“(rs(0))2”仍稱之為寄生項(xiàng),可近似忽略。第三項(xiàng)“rs(Δz)”仍稱之為真實(shí)項(xiàng),它直觀反映了樣品深度方向上的信息。第四項(xiàng)“rs(-Δz)”與真實(shí)項(xiàng)以零光程差位置為對稱軸呈鏡面對稱,稱之為鏡像項(xiàng)。通過G(Δz),即可了解樣品深度方向上的信息。

FD-OCT 系統(tǒng)的三維掃描成像原理如圖4所示。探頭中集成了圖2所示的寬譜多色光源、光纖干涉儀、光探頭、透鏡、光探測器等部件。探頭固定在導(dǎo)軌上,可沿x軸方向做平動,導(dǎo)軌本身可沿y軸方向做整體平動。進(jìn)行三維掃描成像時,探頭首先停于一處,其內(nèi)的寬譜多色光源產(chǎn)生入射光,由光纖干涉儀分為兩束,分別被反射鏡反射回和樣品反射回。兩束反射回來的光發(fā)生干涉,形成干涉信號I(k)。干涉信號被光探測器捕獲并傳輸至計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng),可得到深度方向上的全部成像結(jié)果G0(z),從而實(shí)現(xiàn)對該處樣品深度方向上信息的探測。一次性完成對此處深度方向上的全部掃描成像后,探頭沿x軸方向平動一個步長距離,開始對下一處的探測。如此往復(fù),即可獲得一張x-z平面內(nèi)的FD-OCT 斷層掃描圖像。探頭和導(dǎo)軌整體沿y軸方向平動一個步長距離,開始掃描下一張斷層掃描圖像,并如此往復(fù),直至得到樣品的三維掃描成像結(jié)果。

圖4 FD-OCT 系統(tǒng)的三維掃描成像原理示意圖

FD-OCT 系統(tǒng)中,樣品深度方向上的信息可通過對探測器接收到的光強(qiáng)I(k)作傅里葉逆變換立刻得到,而不必再去移動參考臂上的反射鏡。這一方法可顯著提高系統(tǒng)的成像速度、靈敏度和信噪比,同時極大增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性,因而相對TDOCT 系統(tǒng)更為進(jìn)步。

從式(13)可看出,直流項(xiàng)和寄生項(xiàng)對成像構(gòu)成干擾,而鏡像項(xiàng)是多余的,所以將這三者統(tǒng)稱為干擾項(xiàng)。一個較為典型的帶有干擾項(xiàng)的樹葉表面FD-OCT 成像結(jié)果如圖5 所示。測量中,為進(jìn)一步提升成像質(zhì)量,一般還需適當(dāng)調(diào)整樣品位置,并使用計(jì)算機(jī)消除干擾項(xiàng)等方法作改進(jìn),從G(z)出發(fā),計(jì)算得到一個很接近rs(z)的最終成像結(jié)果,記作G0(z)。

圖5 帶有干擾項(xiàng)的樹葉表面FD-OCT 成像結(jié)果[12]

FD-OCT 技術(shù)可對樣品表面下數(shù)毫米乃至數(shù)厘米量級的位置作三維成像。這一測量能力已能滿足多種樣品的測量需求。通過對FD-OCT 系統(tǒng)基本原理的講解,既能帶動學(xué)生復(fù)習(xí)學(xué)過的知識,又能幫助他們深入理解光的干涉理論,同時啟發(fā)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)前沿專業(yè)技術(shù),達(dá)到“一舉三得”之成效。

2 OCT技術(shù)的應(yīng)用

OCT 技術(shù)可以非接觸的方式實(shí)現(xiàn)微區(qū)表面成像,在物理學(xué)、醫(yī)學(xué)等多個學(xué)科領(lǐng)域中有極廣泛的應(yīng)用。大學(xué)物理教學(xué)中,授課對象多為不同工科專業(yè)的學(xué)生,他們十分關(guān)心所學(xué)知識的實(shí)際應(yīng)用。教學(xué)中,我們講解高通量暗場FD-OCT 系統(tǒng)、眼科用OCT 系統(tǒng)兩個例子,充分展示OCT 技術(shù)的應(yīng)用價值。

2.1 高通量暗場FD-OCT系統(tǒng)

OCT 技術(shù)自FD-OCT 系統(tǒng)出現(xiàn)后進(jìn)入了發(fā)展快車道。不斷提高成像精度,提升成像速度,拓寬技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域,成為了研究人員近年來的前進(jìn)方向。實(shí)踐中,FD-OCT 系統(tǒng)在一些特定樣品的檢測上出現(xiàn)了困境,暴露出原型設(shè)計(jì)中存在的缺陷:未充分考慮入射光分束后,兩束光的相對光強(qiáng)問題。從樣品中反射回的光相對較弱,而反射鏡返回的光相對較強(qiáng)。此外,一些生物組織樣品中存在細(xì)密的強(qiáng)反射面或強(qiáng)散射結(jié)構(gòu)。在特定波數(shù)上出現(xiàn)的強(qiáng)反射光可能極大占用光探測器的檢測帶寬,使得成像質(zhì)量嚴(yán)重下降。原型設(shè)計(jì)的另一弊病是,入射光在光路中經(jīng)歷嚴(yán)重?fù)p耗,只有大約25%的光子可真正貢獻(xiàn)于成像[13]。這使圖像的對比度偏弱,難以看清樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

基于上述問題,Auksorius等提出了一種全新的高通量暗場光纖干涉儀設(shè)計(jì)方案,并將其實(shí)際應(yīng)用到FD-OCT 系統(tǒng)中,得到了更好的成像效果[13]。該設(shè)計(jì)可有效利用入射光,并抑制光路中的強(qiáng)反射,其基本光路原理如圖6(a)所示。與一般FD-OCT 系統(tǒng)不同,他們的設(shè)計(jì)中使用了非對稱分束器以實(shí)現(xiàn)90%∶10%的分束比。非對稱分束器使較強(qiáng)的光束射至待測樣品,而較弱的光束射至反射鏡,從而令兩束強(qiáng)度相近的反射光相干疊加,并被光探測器捕獲,由此極大提升了光子的利用率,使用功率較低的光源即可實(shí)現(xiàn)高精度成像[13]。

圖6 高通量暗場FD-OCT 系統(tǒng)光路圖[13]

Auksorius等提出的高通量暗場FD-OCT 系統(tǒng)總裝光路圖如圖6(b)所示。系統(tǒng)使用LED 光源。入射光經(jīng)L1～L3等透鏡傳輸進(jìn)入非對稱分束器后,90%的光子射至待測樣品,10%的光子射至反射鏡。兩束反射光發(fā)生干涉,經(jīng)套筒鏡L4進(jìn)入光探測器成像。此外,該系統(tǒng)亦使用相移法以消除干擾項(xiàng),最終得到了優(yōu)質(zhì)的成像結(jié)果[13]。

圖7 對手指的掃描成像結(jié)果對比[13]

高通量暗場FD-OCT 系統(tǒng)和普通FD-OCT系統(tǒng)對手指的掃描成像結(jié)果對比如圖7所示?？梢娤到y(tǒng)改進(jìn)后,所得圖像明晰銳利,效果更優(yōu)。所得截面圖清晰顯示了手指皮膚的表皮層、真皮層等結(jié)構(gòu)。教師同時由圖6(a)、6(b)指出,高通量暗場FD-OCT 系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)仍是邁克爾遜干涉儀,其基本物理原理仍是光的干涉,也即結(jié)構(gòu)、原理“兩個不變”。通過這一環(huán)節(jié),可使學(xué)生初步接觸較復(fù)雜光路,直觀認(rèn)識到OCT 技術(shù)的應(yīng)用價值,加深對光的干涉基本原理的理解。

2.2 眼科用OCT系統(tǒng)

眼睛宛如一架精巧的照相機(jī),有著豐富而精致的組織結(jié)構(gòu)。眼球發(fā)生感染會影響視力,形成眼部疾病。醫(yī)學(xué)發(fā)展史上,如何對人眼內(nèi)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)原位活體定量探測一直是極為困難的問題。眼底的視網(wǎng)膜與脈絡(luò)膜病變受損是一些疾病的重要病征,需重點(diǎn)觀察。然而受角膜、晶狀體、玻璃體等多種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的阻隔,常規(guī)檢查方法幾乎束手無策。

OCT 技術(shù)的出現(xiàn)使眼科醫(yī)生可以極為快速地詳細(xì)了解患者眼底情況,其精細(xì)程度甚至比病理切片光學(xué)顯微鏡結(jié)果更豐富[7],極大豐富了學(xué)界對許多疾病的認(rèn)識,甚至顛覆了對一些病變的傳統(tǒng)認(rèn)知[2]。醫(yī)學(xué)界經(jīng)過長期探索,近年來發(fā)展出了獨(dú)特的眼科用OCT 系統(tǒng)。其核心仍是光纖邁克爾遜干涉儀,它的重要特色是根據(jù)人眼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了一套獨(dú)特的樣品臂光路,以方便入射光到達(dá)眼底產(chǎn)生反射,并能與參考臂反射鏡光束發(fā)生干涉,得到優(yōu)質(zhì)的原位斷層掃描圖像[14]。

眼科用OCT 系統(tǒng)的基本光路如圖8(a)所示。其中,由弱相干光源發(fā)出的近紅外光注入光纖耦合器 FC1。由指示光源發(fā)出的可見光注入光纖耦合器FC2。FC1和FC2接入光纖耦合器FC3。FC3將入射光分為參考光束和信號光束。參考光束進(jìn)入傅里葉域光學(xué)延遲線后被平面鏡反射回來,而信號光束到達(dá)樣品并反射回來[14]。兩束反射光進(jìn)入FC3發(fā)生干涉,進(jìn)而做信號處理,最終由計(jì)算機(jī)得到成像結(jié)果。

圖8

特別地,該系統(tǒng)的樣品臂光路如圖8(b)所示。它分為兩個部分:紅外 OCT 掃描光路和眼底照相光路。紅外 OCT 掃描光路包含了物鏡、二維掃描裝置、透鏡、二向色鏡、眼底鏡等。從FC3分出的光束經(jīng)物鏡準(zhǔn)直和二維掃描裝置到達(dá)透鏡,通過二向色鏡反射后會聚,經(jīng)眼底鏡到達(dá)眼底[14]。二向色鏡的主要功能是反射紅外光,而使可見光透過。人眼本身也相當(dāng)于一個透鏡組,和以上部件剛好形成一組成像光路。通過鏡頭組和CCD 等組成的眼底照相光路可直接觀察和定位眼底目標(biāo)探測位置,以指導(dǎo)掃描成像[14]。通過這樣的樣品臂光路設(shè)置,醫(yī)生可同時得到患者眼底的OCT 斷層掃描圖像和普通光學(xué)照片,從而輔助診斷。

人類眼底黃斑附近的視網(wǎng)膜OCT 斷層掃描結(jié)果如圖9所示。成像結(jié)果清晰地顯示了眼底黃斑附近的視網(wǎng)膜多層細(xì)胞結(jié)構(gòu)[2]。不同細(xì)胞膜層之間的界線明銳可見。通過掃描多張橫斷面結(jié)果,研究人員還可以構(gòu)建出三維成像結(jié)果,清晰再現(xiàn)黃斑附近的視網(wǎng)膜情況。通過OCT 成像結(jié)果,醫(yī)生既可對病變的全貌有全局了解,又可對重點(diǎn)病變區(qū)域做定量分析[3,4]。

圖9 人類眼底黃斑附近的視網(wǎng)膜OCT斷層掃描結(jié)果[2]

通過這一部分的講解,可使學(xué)生更加全面地認(rèn)識到OCT 技術(shù)的先進(jìn),加深對光的干涉原理的理解。然而,目前OCT 技術(shù)仍存在一系列發(fā)展瓶頸。例如,若樣品內(nèi)部較渾濁,成像結(jié)果中易出現(xiàn)“斑點(diǎn)噪聲”等干擾。研究人員希望使用更優(yōu)化的光纖干涉儀配置、掃描手段和軟件算法提升成像質(zhì)量,這一新興領(lǐng)域還在不斷發(fā)展進(jìn)步中。

綜上所述,對OCT 技術(shù)的介紹可引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到,復(fù)雜的技術(shù)仍基于最簡單的物理學(xué)原理,從而鼓勵學(xué)生學(xué)好基礎(chǔ)知識,為他們將來開展科研工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。學(xué)生可意識到OCT技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展仍有待更多的跨學(xué)科交流,從而增強(qiáng)他們的前瞻意識與合作精神,以達(dá)到預(yù)期教學(xué)目的。

3 結(jié)語

綜上所述,我們在大學(xué)物理教學(xué)中,從光的干涉理論出發(fā),適時介紹OCT 技術(shù)的基礎(chǔ)原理,剖析TD-OCT 技術(shù)和FD-OCT 技術(shù)的物理核心,并以高通量暗場FD-OCT 系統(tǒng)和眼科用OCT 系統(tǒng)為例,講解實(shí)際應(yīng)用,將新工科建設(shè)思想有機(jī)融入到課堂教學(xué)中。通過這一教學(xué)環(huán)節(jié),學(xué)生深刻認(rèn)識到復(fù)雜的前沿科學(xué)技術(shù)仍基于最簡單的物理學(xué)原理,這一嘗試可為進(jìn)一步深化新工科課程體系改革提供新的思路。