第16卷第10期2008年10月光学精密工程OpticsandPrecisionEngineeringVol.16No.10Oct.2008收稿日期:2008201207;修订日期:2008202208.基金项目:国家自然科学基金资助项目(No.60578035;No.50473040;No.60736042);吉林省科学基金资助项目(No.20050520;No.2005032122)文章编号10042924X(2008)1021805205激光为光源的液晶自适应眼底成像系统姜宝光1,2,曹召良1,2,穆全全1,2,李抄1,2,夏明亮1,2(1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室,吉林长春130033;2.中国科学院研究生院,北京100039)摘要:建立了一套基于液晶波前校正器的模拟人眼眼底自适应成像系统,该系统采用Shark2Hartman波前探测器进行波面探测,将探测所得波前畸变经过计算处理转化为灰度图,通过电脑施加到LCOS上进行波面校正,通过校正人眼像差的方式来提高系统成像质量。经过校正后,系统波前误差从1.92μm降低到0.048μm,系统分辨率接近70lp/mm,已经达到该光学系统衍射极限分辨。研究表明,该系统可以满足低阶大像差情况下的模拟人眼视网膜成像要求。关键词:自适应光学;视网膜成像;夏克哈特曼波前传感器;LCOS;衍射极限中图分类号:O439;TH703文献标识码:ALiquidcrystalbasedretinaadaptiveopticalimagingsystemwithlasersourceJIANGBao2guang1,2,CAOZhao2liang1,2,MUQuan2quan1,2,LIChao1,2,XIAMing2liang1,2(1.StateKeyLaboratoryofAppliedOptics,ChangchunInstitudeofOptics,FineMechanicsandPhysics,ChineseAcademyofScience,Changchun130033,China;2,GraduateUniversityofChineseAcademyofScience,Beijing100039,China)Abstract:Inordertogetabetterretinaimageandtocorrecttheaberrationsofhumaneyes,amodelofeyeadaptiveopticalimagingsystembasedonliquidcrystalwasdemonstrated.TheLiquidCrystalOnSilicon(LCOS)andHASO32wereusedasawave2frontcorrectorandawave2frontdetector,respec2tively,Thenthewave2frontaberrationdetectedwascalculatedandconvertedintovoltagevaluetocor2recttheaberrationbyacomputerontheLCOS.Theopticalperformanceofthemodeleyewasim2provedbycorrectingtheopticalaberrationofitsown.Aftercorrection,thewave2fronterrorisre2ducedfrom1.92μmto0.048μminpeak2to2valley,andtheopticalsystemdiffractionlimitisap2proachedto70lp/mm,whichshowsthesystemhasgottenagoodimagefortheretinaatacircum2stanceofloworderandlargeaberration.Keywords:adaptiveoptics;retinaimaging;Shack2Hartmanwave2frontdetector;LiquidCrystalOnSilicon(LCOS);diffractionlimit1引言人眼视网膜的成像研究从上个世纪以来一直得到人们的广泛关注,这是因为不仅人眼的疾病会导致视网膜上的血管、细胞的病变,而且人体其他器官的疾病也会引起视网膜的病变,如糖尿病、循环和代谢障碍等等。因此,眼底镜在临床上已成为人眼眼底成像的常用工具。但是由于人眼的像差随着年龄不同或者疾病不同在个体上会有较大的差异,而且同一个体在不同时刻的人眼像差也不相同,因此仅仅使用检眼镜是不能够满足细胞级成像分辨要求的。自适应光学技术[1]的出现解决了这一难题。自适应光学具有实时动态校正的特点,通过循环的闭环校正可以解决动态干扰问题,进而接近或者达到系统衍射极限分辨。在1961年Smirnov[2]首次提出通过校正人眼自身像差来提高眼底成像质量的方法之后,许多研究机构进行了大量的人眼像差校正的研究,其中最成熟的技术就是基于变形镜为波前校正器的人眼像差探测及成像[326]。变形镜波前校正器具有响应速度快,光能量利用率高等特点,其缺点在于:像素密度低,驱动电压高,体积相对较大和对变化较陡峭的波面校正精度低。与其相比,液晶波前校正器具有以下特点。首先,液晶波前校正器[7]像素密度高,通过Phase2wrapping[8]的方法很容易实现大校正量的调制;其次,结构轻小且能和IC电路匹配,造价相对于变形镜要便宜得多,在临床上的普及会更加容易。因此,本文采用液晶波前校正器来校正波面误差。2自适应成像系统液晶分子对非单色光有色散作用[9],通常的办法是用半波宽度为5nm的窄带滤波片来进行窄带滤波,但这样会...
