基于偏振敏感光学相干层析成像扩展技术的眼角膜多层结构高精度三维成像研究

研究人员开发了一种基于偏振敏感光学相干层析成像(PS-OCT)的非侵入性通用技术，用于透明多层组织的精细检测。通过重构角膜结构模型并优化光与组织相互作用的算法，结合可调谐偏振探测光束与蒙特卡洛模拟(MCM)和琼斯矩阵(Jones matrix)分析，实现了对组织折射率、双折射特性的精准测量。改进的马赫-曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder)设计消除了随机散射导致的信号退偏，最终获得亚微米级三维空间分辨率成像，为眼科疾病诊断提供了突破性工具。

　　

这项突破性研究通过偏振敏感光学相干层析成像(PS-OCT)的扩展技术，为透明多层生物组织的精细检测开辟了新路径。研究团队创新性地重构了眼角膜结构模型，深入解析了光波与组织微结构元素的相互作用机制。在技术实现上，采用算法调控的x-偏振探测光束逐层扫描组织，同时通过反射和背向散射形成物体光束。借助偏振蒙特卡洛模型(polarized Monte-Carlo)和琼斯矩阵(Jones matrix)理论框架，研究人员成功实现了对光束特性的解析与数值模拟。

实验装置采用改良版马赫-曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder interferometer)，其正交偏振通道设计巧妙消除了随机散射导致的信号退偏现象。这一关键技术突破使得组织元素折射率和双折射特性的精确测量成为可能。该成像系统支持三维空间扫描，在纵向和横向均达到亚微米级分辨率，为眼科疾病的早期诊断和角膜病理研究提供了前所未有的高精度成像工具。