瞬时时域光学相干断层成像术的制作方法

本披露涉及光谱器械以及方法，并且更确切地涉及瞬时时域光学相干断层成像术(iTD-OCT)系统和方法。

背景技术：

光学相干断层成像术(OCT)是一种用于对至少部分反射光的样本材料进行结构检查的干涉分析技术。在OCT中，用光线来基于在参考光束和与样本材料相互作用的采样光束之间产生的光学干涉来测量距离和深度轮廓。

因为样本材料包括内部界面或在其处光折射率变化的其他特征，来自样本光束的入射光的一部分被反射回去或者被背向散射并且能够用来与参考光束重叠而在OCT器械进行干涉检测。样本材料通常可以是针对OCT器械使用的光波长展现出一定透明度的任何样本物品或者其一部分。OCT要用于分析包括与折射率变化相关联的、相对复杂的内部结构和外部结构的样本材料。例如，除了其他材料之外，用于OCT分析的样本材料可以包括透明塑料或生物组织。

已经开发了商业诊断和临床OCT器械来用于生物组织的体内成像，并且尤其是用于对人眼中的精细结构进行成像。具体地，OCT器械被用于测量人眼的不同部分的几何和光学特征。为了诊断眼科健康状况和开发合适的治疗计划，这样的OCT分析提供的几何和光学特征能够对病人的单独眼睛进行生物力学或生理建模。相比其他方法，由于使用OCT提供的带有相对高的轴向分辨率的、相对大的散射生物组织的穿透深度，并且容易将入射光应用于病人上，所以OCT是一种用于眼科学中的多种不同应用的有效功能成像技术。具体地，OCT可以用于早期检测许多眼睛疾病的发病机理。例如，角膜特别适合于OCT测量和分析，并且OCT已经广泛用于分析与角膜相关联的多种不同生物结构。

常规OCT器械根据不同的原理操作,这些原理各自在某些功能方面或商业方面特别受限。以下进一步详细介绍了某些类型的OCT器械的操作，这些器械使用不同的方法来操作以获得样本材料在相对于入射光束的轴向(Z)方向上的一维(1D)光学深度轮廓(被称为‘A型扫描’)。应理解定时，多种不同类型的OCT器械可以进一步以机械方式横向(即，在X和Y方向上)扫描来获得二维(2D)和三维(3D)图像数据。

OCT的一种实现方式是时域OCT(TD-OCT)，其中，宽带低相干光源被分成参考光束和样本光束，这些光束被出于干涉测量目的地加以重叠。在TD-OCT中，在轴向方向上、对应于样本光束的入射光的测量深度地时域调制参考光束的光路长度，以便获得样本材料的光学深度轮廓。因此，在TD-OCT中，使用参考光束偏转装置(例如，参考光束反射镜)的周期性移动来进行轴向深度扫描，同时使用单通道光强度检测器(即，光检测器)捕获重叠后的参考调制光束的强度(即，干涉图)。从而，当具有相对简单构造的检测器时，TD-OCT器械仍然根据参考调制扫描程序操作，这可能增加成本、复杂性，并且导致用于成像目的的操作相对缓慢。

OCT器械的其他实现方式包括频域OCT(FD-OCT)(有时又称为傅里叶域OCT)，其包括频谱域OCT(SD-OCT)和扫频源OCT(SS-OCT)。FD-OCT器械基于干涉图中的频率信息操作，该干涉图由样本光束与样本材料中在不同轴向深度的物理特征的相互作用(即，背向散射)引起。从而，为了获得在轴向方向(即，A型扫描)上的光学深度轮廓，在FD-OCT中，对干涉图信号进行傅里叶变换。另外，因为在FD-OCT中省略了对参考光路长度的调制，所以具有固定参考光束的FD-OCT器械可以省略移动光学部分，由此能够快速收集具有时域稳定测量灵敏度的A型扫描。

在SD-OCT中，通常采用宽带低相干光源，而检测器包括用于解析干涉图中的频率信息的光谱仪。从而，SD-OCT器械可以能够相对快速成像，但可能包括具有对对齐敏感的相机装置的相对昂贵的光谱仪，其导致成本相对高并且物理尺寸大。在SS-OCT中，窄带高相干光源(即，可调谐激光器)被调谐在期望的频带上，同时使用光检测器与光源调谐协作来采集该频带内的干涉图。因此，SS-OCT器械会能够使用高灵敏度且相对低成本的检测器快速成像，但可能具有比期望的要差的轴向或横向成像分辨率。

技术实现要素：

一方面，所披露的用于执行时域光学相干断层成像术的方法包括产生样本光束和参考光束并且使该参考光束沿固定光路传播至驻波波导光谱仪的光轴。该方法还包括使该样本光束传播至样本。该样本光束的一部分可以被该样本背向散射，从而产生测量光束。该方法可以包括使该测量光束传播至该驻波波导光谱仪的光轴、并且从该驻波波导光谱仪接收干涉信号。该干涉信号可以指明该驻波波导光谱仪内该参考光束与该测量光束之间的光学干涉。

在某些实施例中，该方法进一步包括处理该干涉信号以产生该样本的光学深度轮廓。该方法可以包括扫描该样本以产生指明该样本的图像数据。该样本光束可以被引导至该样本的不同横向位置，同时在各横向位置产生光学深度轮廓。

在另一披露方面，用于执行iTD-OCT的测量器械包括光源和用于将来自该光源的光分成样本光束和参考光束的分束器。该测量器械可以包括检测器，该检测器包括具有光轴的驻波波导光谱仪。该参考光束可以从该分束器传播至该驻波波导光谱仪的光轴。该样本光束可以传播至样本，同时该样本光束的一部分被该样本背向散射，从而产生测量光束。该测量光束可以从该样本传播至该驻波波导光谱仪的光轴。该驻波波导光谱仪可以产生干涉信号，该干涉信号指明该驻波波导光谱仪内该参考光束与该测量光束之间的光学干涉。

在具体实施例中，该光学干涉可以在该驻波波导光谱仪内发生在第一宽度上，使得该第一宽度线性地与该样本光束在该样本内的穿透深度相对应。该测量光束可以包括由该样本在该穿透深度内背向散射的光子。该干涉信号可以由该驻波波导光谱仪内的多个检测器像素同时产生，而这些检测器像素对该光学干涉敏感。

在一些实施例中，该测量器械可以进一步包括用于处理该干涉信号以产生该样本的光学深度轮廓的信号处理模块。该参考光束的光路长度可以在处理该干涉信号时保持固定。该测量器械可以进一步包括用于将该样本光束引导至该样本的不同横向位置的扫描元件。可以在各横向位置产生光学深度轮廓。

附图说明

为了更彻底理解本发明及其特征和优点，现在参考以下结合附图所做出的说明，在附图中：

图1是TD-OCT器械的现有技术框图；

图2是iTD-OCT器械的实施例的选定元件的框图；

图3是iTD-OCT检测器的实施例的选定元件的框图；并且

图4是执行iTD-OCT的方法的选定要素的流程图。

具体实施方式

在以下说明中，通过举例的方式对细节进行阐述以便于讨论所披露主题。然而，对本领域普通技术人员应该明显的是，所披露的实施例是示例性的并且不是所有可能的实施例的穷举。

如在此使用的，参考数字的用连字符连接的形式指元件的特定实例，并且参考数字的未用连字符连接的形式指集体元件。因此，例如，装置‘12-1’指的是装置类型的实例，该装置类型可以集体性地被称为多个装置‘12’并且该装置类型中的任一者可以一般性地被称为一个装置‘12’。

现在参照附图，现有技术图1是示出了时域光学相干断层成像术(TD-OCT)器械100的框图。TD-OCT器械100并非按比例画出，而是示意性表示。如所示，TD-OCT 100用于分析样本112，该样本可以表示人眼，并且具体是人眼的角膜。并且，在TD-OCT 100中，坐标系120限定相对于样本112的Z轴向方向和X与Y横向方向，使得样本光束130在轴向方向Z上朝样本112传播。

如所示，TD-OCT 100包括光源102，低相干源光束123产生于该光源并且沿着源光路122被引入。源光束123沿着源光路122朝分束器104传播。分束器104产生沿着参考光路124传播的参考光束134和沿着样本光路128传播的样本光束130。参考光束134沿着光路124从分束器104朝向参考反射镜106传播并且接着回到分束器104。样本光束130沿着样本光路128经由扫描反射镜108朝样本112传播。测量光束132沿着样本光路128传播，也经由扫描反射镜108从样本112返回。

样本光束130从分束器104沿着样本光路128传播并且朝着样本112反射离开扫描反射镜108。扫描反射镜108以机械方式倾斜从而能够在横向方向X和Y上扫描以便对样本112进行2D或3D扫描操作。测量光束132包括被样本112背向散射的光子并且在反射离开扫描反射镜108之后沿着样本光路128朝着分束器104行进返回。

在分束器104处，参考光束134与测量光束132重叠并且重叠后的光束沿着检测光路126传播。检测光路126朝着光检测器110传播重叠后的参考光束134和测量光束132。参考光束134的光路长度(总光路长度从分束器104延伸至参考反射镜106、至分束器104、到达光检测器110)可以通过参考反射镜106的机械位移来调制。这种调制与在轴向方向Z上扫描样本112以获得光学深度轮廓(即，A型扫描)相对应。

由于光路长度差，重叠后的参考光束134和测量光束132沿着朝光检测器110传播的检测光路126发生光学干涉。光检测器110可以包括光电二极管或产生指明光检测器110处的入射光强度的电信号的类似装置。如所示，光检测器110输出电信号至信号处理模块114，该信号处理模块可以包括用于信号调节、解调、数字化、和数字信号处理的对应电路。信号处理模块114产生图像数据116，该图像数据可以表示使用TD-OCT 100采集的1D、2D或3D图像数据。

在操作时，参考光束134的光路长度与样本光束130和测量光束132合起来的光路长度之间的光路长度差通过参考反射镜106精确调制，使得干扰图样沿着检测光路126并且具体地在检测器110处产生。因为测量光束132由样本112内的背向散射要素引起，所以针对给定的参考反射镜106位置，到达光检测器110并由其感测到的干涉图样强度与在样本112处的具体分析深度精确对应。然而，参考反射镜106的机械位移在TD-OCT 100的不同操作方面是限制因素，包括限制TD-OCT 100可达到的总体扫描速度，尤其针对2D和3D成像应用是如此。

现在参照图2，描绘了瞬时时域光学相干断层成像术(iTD-OCT)器械200的实施例的选定元件的框图。

如图2中所示，iTD-OCT器械200用于分析样本212，该样本可以表示人眼，并且具体是人眼的角膜或晶状体。在iTD-OCT器械200中，坐标系220限定相对于样本212的Z轴向方向和X与Y横向方向，使得样本光束226在轴向方向Z上朝样本212传播。应注意，在不同实施例中，可以使用横向方向X和Y的不同取向。

在图2中，iTD-OCT器械200表示一种能够实现非常高速的光学深度轮廓信号采集(A型扫描)的TD-OCT器械，这种器械与之前关于现有技术图1讨论的TD-OCT器械100相比较而言，不受参考反射镜的机械调制的限制。如所示，iTD-OCT器械200能够使用参考光束230的固定参考光路222基本上同时捕获和测量整个A型扫描，这消除了参考反射镜的机械移动。在轴向(Z)方向上的整个光学深度轮廓内瞬时捕获样本212中的所有背向散射要素的干涉信号的光谱检测器能够捕获和采集A型扫描。如图2中所示，iTD-OCT器械200包括光谱检测器的驻波波导光谱仪210。在其它实施例中，可以使用其他类型的光谱检测器。例如，代替驻波波导光谱仪210，iTD-OCT器械200可以与扫描近场光学显微镜(SNOM)传感器阵列一起使用。在SNOM传感器阵列中，与干扰图样相关联的倏逝场可以耦合至一系列具有非常小直径的光纤的相应端部并且使用光检测器阵列来进行感测。

从而，iTD-OCT器械200可以代表保持内部校准和光学调整好的机械稳定且稳健的OCT器械，类似于具有光谱仪的SD-OCT器械。另外，由于iTD-OCT器械200基于时域干涉进行操作，所以如以下将进一步详细描述的，可以省略使用对光谱信息的傅里叶变换的后处理，这可以使信号处理模块214与用于SD-OCT的、也同时采集整个A型扫描的相当的信号处理模块相比较大大加速。此外，iTD-OCT可以省略FD-OCT进行的原始传感器信号至波数(k)空间内的线性化。iTD-OCT器械200的又进一步的优点可以是通过将多种不同部件小型化和集成为单个紧凑固态单元而实现，这与其他类型的OCT器械相比较可以进一步减少成本和改进功能。

如所示，图2中的iTD-OCT器械200包括光源202，该光源是低相干光源。光源202代表样本光束226和参考光束230的单一光源。因此，为了干涉目的，样本光束226和参考光束230两者的光路长度起始于分束器204。换言之，分束器204是样本光束226和参考光束230共享的光学起点。

在图2中，样本光束226沿着样本光路224-1和224-2从分束器204传播至样本212。测量光束228沿着样本光路224-1、224-2和224-3从样本212传播至驻波波导光谱仪210。样本光束226在扫描反射镜218处重新定向以能够在横向方向X和Y上扫描样本212。这种扫描基本上不改变样本光束226和测量光束228中的光子的相应光路长度。因而，样本光路224是固定路径。在图2所描绘的示例性安排中，测量光束228包括来自样本光束226的、被样本212背向散射并且沿着光路224-2朝部分反射镜205行进返回的光子。测量光束228沿着光路224-3从部分反射镜205传播至驻波波导光谱仪210的第一端211。

如图2中的实例实施例所描绘的，参考光束230沿着参考光路222朝着驻波波导光谱仪210的第二端213传播。参考光路222是固定光路并且包括光路222-1、222-2和222-3。固定反射镜206-1使参考光束230从光路222-1转向到光路222-2。固定反射镜206-2使参考光束230从光路222-2转向到光路222-3。应注意，在其他实施例中，可以使用参考光路222的不同安排。

因而，测量光束228在驻波波导光谱仪210的第一端211处入射并且参考光束230在驻波波导光谱仪210的第二端213处入射。在驻波波导光谱仪210内，在图2所示的示例性安排中，参考光束230和测量光束228在以相反方向传播的同时重叠。在其他安排中，可以使用参考光束230或测量光束228的不同传播方向。

对于驻波波导光谱仪210内的重叠后的光束，方程1给出的光路长度相等限定了光束之间的光路长度差为零的状况。

L_Samp＝L_Ref 方程(1)

在方程1中，L_Samp是通过样本光束226与测量光束228的光路长度之和给出的样本光路224上的总光路长度。L_Ref是通过参考光束230的光路长度给出的参考光路222上的总光路长度。可以就图2中所示的光路长度方面阐述方程1，如方程2所给出的。

L1+2*L2+L3＝L4+L5+L6 方程(2)

在方程2中，L1是沿光路224-1传播的样本光束226的光路长度。L2是沿光路224-2传播的样本光束226的光路长度。L3是沿光路224-3传播的测量光束228的光路长度。L4是沿光路222-1传播的参考光束230的光路长度。L5是沿光路222-2传播的参考光束230的光路长度。L6是沿光路222-3传播的参考光束230的光路长度。

如所示，光路224-3和222-3被测量到驻波波导光谱仪210内的共用终止点。当该共用终止点是光路长度差的零点时，就可以邻近驻波波导光谱仪210内的零点发展出光学干涉(例如，呈干涉图样形式)。引起光学干涉的光路长度差是由于测量光束228中的光子的光路长度L3的变化引起的，这些变化是由样本212内处于不同位置的反射特征引起的。从而，驻波波导光谱仪210内的光学干涉包括样本212的反射特征的距离和强度信息并且用于获得样本212的光学深度轮廓。

驻波波导光谱仪210内在地对光学干涉敏感，如关于图3进一步详细解释的，并且可以产生指明参考光束230与测量光束228之间的光学干涉的干涉信号。干涉信号由信号处理模块214接收，该信号处理模块处理该干涉信号从而产生图像数据216。信号处理模块214进行的处理可以包括信号调节(例如，放大、滤波、加窗等)、解调、数字化、和数字信号处理。当iTD-OCT器械200使用扫描元件(如扫描反射镜218)进行X和Y上的横向扫描时，可以采集多个光学深度轮廓以产生例如在样本212的扫描线上的2D图像。当在多个扫描线上进行横向扫描时，iTD-OCT器械200可以产生3D图像。从而，样本212的图像数据216可以是1D、2D或3D的。

如图2中所示，当信号处理模块214包括数据处理功能时，信号处理模块214可以包括处理器和存储器介质，该存储器介质存储可以由能够访问该存储器介质的处理器来执行的指令(即，可执行代码)。该处理器可以执行引起iTD-OCT器械200或其多个部分执行在此描述的功能和操作的指令。为了此披露的目的，存储介质可以包括将数据和指令存储至少一段时间的非易失性计算机可读介质。存储介质可以包括永久性和易失性介质、固定和可移除介质、以及磁性和半导体介质。存储介质可以非限制性地包括以下存储介质，例如，直接存取存储装置(例如硬盘驱动器或软盘)、顺序存取存储装置(例如磁带磁盘驱动器)、光盘(CD)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、CD-ROM、数字多功能光盘(DVD)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM))、闪速存储器、非易失性介质、和以上元件的多种不同组合。

在图2中，iTD-OCT器械200并非按比例画出，而是示意性表示。可以对iTD-OCT器械200进行修改、添加、或省略而不脱离本披露的范围。可以根据具体应用来对如在此描述的iTD-OCT器械200的部件和元件加以集成或分离。而且，可以通过更多、更少或其他部件来执行iTD-OCT器械200的操作。

应注意，在iTD-OCT器械200的不同实施例或安排中，可以使用不同的光束实现方式、布局和转向。例如，光路222和224的某些部分可以包括光纤。在一些实施例中，光路222和224的某些部分可以包括光波导。光路222和224的某些部分可以代表诸如真空、自由空间、气体环境或大气层的介质内的光路。在给定实施例中，参考光束230和测量光束228可以在驻波波导光谱仪210处以同一方向重合。在另一个安排中，可以省略扫描反射镜218并且可以使用另一个扫描元件。替换扫描反射镜218的扫描元件可以包括(压电式)可变形反射镜、微机电系统(MEMS)、数字微镜器件(DMD)、液晶器件(LCD)致动元件、光学物镜、或以上的不同组合。在具体实施例中，iTD-OCT器械200包括的光学部件的至少一部分可以被小型化和组合成具有相对小质量和外部尺寸的紧凑单元，使得整个紧凑单元由外部扫描元件固持住并且相对于样本212移动。例如，可以使用半导体制造技术将iTD-OCT器械200的某些部分实施为集成电路。在一些实施例中，集成电路可以包括扫描元件。并且，可以在于iTD-OCT器械200的某些实施例中使用坐标系220的不同取向。

现在参照图3，描绘了iTD-OCT检测器300的实施例的选定元件的框图。如图3中所示，iTD-OCT检测器300包括关于图2所描述的驻波波导光谱仪210。在某些实施例中，驻波波导光谱仪210是定态波集成傅里叶变换光谱仪的实例。如所示，驻波波导光谱仪210包括光轴312，该光轴代表内部波导的光路，外部光束沿着该光路在第一端211或第二端213引入。当光束(或光束重叠)沿着光轴312传递时，以规则间隔放在驻波波导光谱仪210内的纳米元素与和该光束相关联的倏逝(即，近场)波相互作用。检测器像素310(如图3中被示出为沿着光轴312的线性像素阵列)的某些像素检测到纳米元素与倏逝波的局部相互作用。以此方式，检测器像素310对驻波波导光谱仪210内产生的倏逝波敏感。纳米元素可以是纳米粒子，诸如纳米点。检测器像素310记录和捕获微小的局部光强度变化，包括光学干涉图样产生的变化。在不同实施例中，驻波波导光谱仪210可以具有最上至约30mm的总体长度并且可以具有彼此间隔开小于约1μm的检测器像素310间距。

与图2中的iTD-OCT器械200相比较，在图3中描绘了iTD-OCT的略微不同的安排。为了图3中描述清晰，已经移除了扫描反射镜，并且光路224-2没有将用于扫描的样本光束转向，同时样本212垂直于光路224-2安排。应注意，图3中描绘的安排可以表示与外部扫描元件一起使用的iTD-OCT器械200的实施例。在iTD-OCT检测器300中，参考光束230沿着光路222-3传播并且沿着光轴312在第二端213处入射。测量光束228(为了描述清晰，图3中没有示出样本光束226)包括从样本212背向散射的光子并且沿着光路224-2和光路224-3传播。在第一端211，测量光束228与光轴312重合并且朝着与参考光束230相反的方向传播。

在图3中，示出了关于样本212的附加细节。具体地，示出了表示来自样本212的潜在背向散射源的示例性边界层A、B和C，在这些背向散射源处光子被引入测量光束228。如所示，边界层A和B可以示意性地表示角膜的顶边缘和底边缘(例如，上皮A和内皮B)，而边界层C可以示意性地表示晶状体囊的前表面。尽管图3中为了描述清晰而描绘了相对粗糙的生物结构分辨率，但应理解iTD-OCT检测器300适合于人眼内的精细生物结构的解析。例如，iTD-OCT检测器300可以用于解析不同的角膜层，诸如泪液膜、上皮、鲍曼氏膜、基质、角膜后界膜、和内皮。在不同实施例中，iTD-OCT检测器300可以用于表征或分析内角膜层生物结构，诸如人角膜基质中的原纤维或微纤丝。

在图3中，因为测量光束228由从入射样本光束(见图2)的背向散射(即，反射)光子构成，所以相对于边界层A，来自边界层B和C的光子反射发生延时。确切地，来自边界层B的反射延迟相对于边界层A延迟了2*Δt_A-B，而来自边界层C的反射相对于边界层A延迟了2*Δt_A-B+2*Δt_B-C，其中Δt_A-B与光从边界层A至B的延时相对应，并且其中Δt_B-C与光从边界层B至C的延时相对应。因此，测量光束228，在边界层A、B和C背向散射样本光束的程度上，将包括以针对边界层B和C相对于边界层A所阐述的相应延时反射的光子。

在图3中，由于参考光束230和测量光束228的重叠，将发生由于参考光束光子与测量光束光子之间的光路长度差引起的光学干涉。光学干涉将发生在沿着光轴312的、与由于边界层A、B和C产生的延时相对应的精确位置。另外，光学干涉将显现为受点扩散函数(PSF)影响的干涉图样314，检测器像素310可以检测到该点扩散函数。如所示，干涉图样314-A与边界层A相关联，干涉图样314-B与边界层B相关联，并且干涉图样314-C与边界层C相关联。如所示，干涉图样314-A和314-B沿着光轴312分开距离Δz’_A-B，而干涉图样314-B和314-C沿着光轴312分开距离Δz’_B-C。因为干涉图样314是由于时域干涉引起的，所以Δz’_A-B可以与Δt_A-B线性地对应，而Δz’_B-C可以与Δt_B-C线性地对应。检测器像素310对应地针对干涉图样314-A、314-B和314-C将对应的PSF记录为强度值I_A、I_B和I_C。由于检测器像素310沿光轴312的固定位置，干涉图样314-A、314-B和314-C能够通过标识检测器像素310中检测到PSF的具体检测器像素来测量Δz’_A-B和Δz’_B-C。以此方式，一起测量了强度值I_A、I_B和I_C与Δz’_A-B和Δz’_B-C并且用于产生样本212的光学深度轮廓。

在iTD-OCT检测器300操作时，如图3中所示，沿着光轴312的轴线Z’的零点可以根据期望进行调整，该轴线线性地表示样本212内的轴线Z。尽管参考光束230在iTD-OCT器械200扫描过程中保持固定，但参考光束230或样本光束226可以被校准至任何期望的零点，例如，以能够实现不同的分析深度。从而，轴线Z’的、在其处干涉光束的光路长度相等的期望零点可以被校准成在驻波波导光谱仪210内或者可以被校准成在驻波波导光谱仪210外。应注意，相对于驻波波导光谱仪210，可以通过颠倒参考光束230和测量光束228的传播方向来颠倒轴线Z’的方向320。轴线Z’的零点可以基于驻波波导光谱仪210的某些尺寸(诸如具体iTD-OCT应用所期望的)加以选择。另外，因为轴线Z’的时间和空间校准是由检测器像素310中的每个像素的实际位置决定的，所以校准是内在稳定的并且随时间的推移保持恒定。

应注意，iTD-OCT检测器300并非按比例画出，而是示意性表示。可以对iTD-OCT检测器300进行修改、添加、或省略而不脱离本披露的范围。可以根据具体应用来对如在此描述的iTD-OCT检测器300的部件和元件加以集成或分离。而且，可以通过更多、更少或其他部件来执行iTD-OCT检测器300的操作。例如，在具体实施例中，可以并行地使用驻波波导光谱仪210来同时产生多个A型扫描(即，线扫描)，由此使2D或3D图像的测量加速。

现在参照图4，以流程图形式描绘了用于执行在此描述的iTD-OCT的方法400的实施例的选定要素的框图。方法400可以由iTD-OCT器械200(见图2)实施。应注意，方法400中描述的某些操作可以是可选的或者可以在不同的实施例中重新安排。

方法400在步骤402以从光源产生样本光束和参考光束来开始。在步骤404，参考光束沿固定光路传播至驻波波导光谱仪的光轴。在步骤406，样本光束传播至样本，使得样本光束的一部分被样本背向散射，从而产生测量光束。在步骤408，从驻波波导光谱仪接收干涉信号，其中，该干涉信号指明驻波波导光谱仪内参考光束与测量光束之间的光学干涉。在步骤410，处理该干涉信号以产生样本的光学深度轮廓。在步骤412，扫描样本以产生指明该样本的图像数据，使得样本光束被引导至样本的不同横向位置并且在每个横向位置产生光学深度轮廓。

如在此披露的，用于瞬时时域光学相干断层成像术(iTD-OCT)的方法和系统给具有散射特性或至少部分反射的样本提供了轴向方向上的光学深度轮廓。iTD-OCT器械包括具有内部光轴和检测器像素阵列的光谱检测器。具有固定光路长度的参考光束沿着光路与包括从样本背向散射的光子的测量光束重叠。检测器像素捕获由于来自参考光束的光子与来自测量光束的光子之间的光路长度差而引起的、在光谱检测器内出现的时域干涉图样。iTD-OCT器械可以被实施为没有移动零件的稳健固态装置。

以上披露的主题应认为是展示性而非限制性的，并且所附权利要求书旨在覆盖所有这种修改、增强、以及落入本披露的真实精神和范围内的其他实施例。因此，为了被法律最大程度地允许，本披露的范围将由以下权利要求书及其等效物的最广泛允许的解读来确定并且不应受限于或局限于上述详细说明。