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用于活体人眼视网膜观察的自适应光学成像系统_凌宁

文章编号:0253-2239(2004)09-1153-6

用于活体人眼视网膜观察的自适应光学成像系统*

凌 宁 张雨东 饶学军 李新阳 王 成 胡弈云 姜文汉

(中国科学院光电技术研究所,成都610209)

摘要: 利用自适应光学技术,研制了两套活体人眼视网膜高分辨力成像系统,在实时校正人眼波前误差的基础上,实现活体人眼视网膜细胞尺度的高分辨力成像。这两套系统分别采用19和37单元小型压电变形反射镜作为波前校正元件,哈特曼夏克(Hartmann -Shack )波前传感器测量波前误差,用眼底反射的半导体激光作为波前探测的信标。在用计算机控制自适应光学系统实现人眼波前误差校正后,触发闪光灯照明视网膜,用CCD 相机记录视网膜的高分辨力图像。校正后的残余波前误差的均方根值已分别小于1/6和1/10波长,相当于视网膜上成像分辨力分别为3.4μm 和2.6μm ,接近衍射极限。试验表明37单元系统的成像质量更好。

关键词: 自适应光学;视网膜;高分辨力成像;变形反射镜;哈特曼夏克波前传感器

中图分类号:TH74;TH77   文献标识码:A

 *国家自然科学基金(60148001)、国家863计划[308-15-04

(2)]和中国科学院知识创新工程[(1999)108]资助课题。

E -mail :adopse @ioe .ac .cn 收稿日期:2003-06-23;收到修改稿日期:2003-10-08A Small Adaptive Optical Imaging System for Cells

of Living Human Retina

Ling Ning  Zhang Yudong  Rao Xuejun  Li Xinyang  Wang Chen

Hu Yiyun  Jiang Wenhan

(Institu te of Optics and Electronics ,The Chinese Academy of Sciences ,Chengdu 610209)

(Received 23June 2003;revised 8October 2003)

Abstract : By using adaptive optics technology ,two sets of high -resolution imaging systems for living human retina have been developed .High -resolution imaging of living human retina in scale of cell is realized .In these systems ,two novel types of 19-and 37-element small PZT deformable mirrors are used as wavefront correctors respectively ,wavefront errors are measured by Hartman -Shack wavefront sensors ,light of diode laser reflected from the eye retina is used as the beacon for wavefront sensing ,After the wavefront error of human eye has been corrected by the adaptive optics system under the control of a computer ,a flash lamp is triggered to illuminate the retina ,the high resolution images are captured by a CCD camera .The residual errors are less than λ/6and λ/10respectively .The corresponding resolutions at retina are 3.4μm and 2.6μm respectively ,approaching the diffraction limit .Experiments show that the resolution of the 37-element system is better than the 19-element system .

Key words : adaptive optics ;retina ;high -resolution imaging ;deformable mirror ;Hartmann -Shack wavefront sensor

1 引  言

自适应光学是实时探测控制校正动态波前误

差的技术,它赋予光学系统能动可变的特性,使之具

有自动克服动态干扰、保持接近衍射极限的分辨能力,为解决困扰光学界几百年之久的动态干扰问题提供了途径。在Babcock [1]于1953年提出自适应光学的思想以来,自适应光学技术在地基天文望远镜的大气湍流校正和激光大气传输等方面取得了重要进展[2~4],已经建成多套用于天文和空间目标观测以及激光传输用的自适应光学系统。但由于系统复杂、尺寸庞大、成本高昂,前期的自适应光学系统主第24卷 第9期2004年9月            光 学 学 报ACTA OPTICA SINICA

            Vol .24,No .9September ,2004

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