新型VCSEL可实现更易用、更便宜的OCT平台

2023-06-07 16:13

近日，维也纳医科大学的一个项目团队成功开发出了一种新型VCSEL，旨在为扫描源OCT提供更便宜的光源。据《光学快报》（Optics Letters）报道，这一发现可能会带来成本更低、使用更方便的OCT平台，可以在诊所外，甚至在患者家中进行眼科检查。

来自该大学Leitgeb和Drexler研究实验室的项目成员Milana Kendrisic表示：“OCT已经成为眼科诊断和监测青光眼、黄斑变性和糖尿病相关视网膜病变等疾病的标准成像工具。然而，激光源的价格和OCT系统的复杂性，阻碍了其在诊所和医院之外的普及性，特别是用于家庭护理或护理点这些场景。我们希望开发一种低成本的OCT设备，可以在全科医生的办公室、药房甚至超市使用，让人们无需去看眼科医生就能进行眼部检查。”

尽管传统VCSEL二极管自身的特性，通常意味着输出波长会受到工作温度等外部因素的不利影响，但VCSEL扫描源技术被认为是在OCT中实现更快波长扫描速度和新成像能力的途径。

维也纳项目希望利用这种效应，通过调制VCSEL注入电流来调节工作温度，并特意以此来引起发射波长的变化。

Kendrisic解释表示：“我们故意通过在短时间内将驱动电流提高到超过其原始规格的高值来诱导温度变化。然后是一段冷却期，以避免二极管材料的劣化，这让我们可以在更宽的带宽上调整二极管。”

虽然VCSEL以前曾被用作OCT平台的光源，但根据项目团队的说法，这些系统不是为眼科成像而设计的。为了适应眼睛部分含水的内部，研究人员选择使用了850纳米的VCSEL，以避免光线在穿过眼睛到达视网膜并返回探测器时被水强烈吸收。然后，他们利用了数值方法来辅助图像重建。

在以志愿者的眼睛为样本的试验中，新平台捕获了从角膜到视网膜的全眼扫描，频率为25和50 kHz，并获得了相应的0l生物特征信息，如眼轴长度和前房深度，轴向精度与商业OCT系统相当。

除了普及化之外，降低OCT设备的价格，将使这项技术更容易引入其他领域，包括医疗和技术领域。

OCT对医学成像的影响是相当大的，在眼科领域中，它更是已经成为一种标准的临床程序。维也纳医科大学2021年的一项调查预测，到2023年OCT的全球市场将达到15亿美元，这将包括手持式OCT设备、新的应用终端，以及现有的集成系统。而上述新型激光光源的出现，预计将在OCT市场增长和更便携系统的使用中发挥重要作用。