微流控芯片立体流场流速矢量的测量方法及系统

摘要

本发明公开了微流控芯片立体流场流速矢量的测量方法及系统。将谱域光学相干层析技术(SD-OCT)和多普勒效应相结合，并在此基础上运用窄带相位片。谱域OCT通过干涉光谱的并行探测来实现对微流控芯片流场深度信息的提取，成像速度较常规的时域OCT大为提高。综合利用多普勒频移和多普勒展宽，并在成像探头的准直镜和聚焦透镜之间插入窄带相位片，实施多普勒信息的空间编码，实现空间高分辨三维速度矢量的成像要求，再结合基于相位分辨技术的多普勒OCT方法则能够满足高速度高灵敏度的测量要求，最终实现对微流控芯片立体流场的高分辨率、高速度、高灵敏度、大成像范围的速度矢量成像。

主权项

1、一种微流控芯片立体流场流速矢量的测量方法，其特征在于：在光学相干层析系统成像探头的准直镜和聚焦透镜之间插入窄带相位片，获取窄带方向的多普勒展宽，解决了多普勒信息在不同探测光方向上的编码问题，从而实现三维空间的速度矢量的测量，具体步骤如下：1)从光纤耦合器样品臂端口发出的光先由准直镜准直，然后通过窄带相位片，此时光分为两部分，一部分因为经过了窄带相位片而产生一定的光程差，再由探测物镜聚焦于样品，另一部分直接由探测物镜聚焦于样品；2)从样品返回的反射光和散射光经由探测物镜收集，再次通过窄带相位片和准直镜，然后返回光纤耦合器，与来自参考臂的参考光汇合并发生干涉；此时根据光程差的不同会形成三幅多普勒OCT流场的多普勒展宽图像，分别对应探测光两次通过、只有一次通过和没有通过窄带相位片的情况；最后结合多普勒频移图像，确定多普勒夹角α，方向角φ和流速V大小，即三维空间的速度矢量。