用于光学相干断层摄影的柔性波导的制作方法

用于光学相干断层摄影的柔性波导的制作方法
【专利摘要】提供了用于对样品进行深度分辨成像的系统和方法。用于对样品进行深度分辨成像的系统包括：基本柔性材料的衬底，设置于所述衬底上的多个波导，设置于所述多个波导远端的光学元件，以及一个或多个干涉仪。通过柔性衬底上的光学元件和多个波导，在光向一个或多个干涉仪传播的路径上，从样品收集光。干涉仪被配置成组合基准光与所述多个波导的至少一部分接收的光以分辨来自所述样品一个或多个深度的贡献。该系统还包括耦合于所述多个波导和所述一个或多个干涉仪之间的光引导元件。
【专利说明】用于光学相干断层摄影的柔性波导

【技术领域】
[0001]本文描述的实施例涉及光学相干断层摄影领域。

【背景技术】
[0002]光学相干断层摄影(OCT)是一种用于观察样品不同深度层的成像技术。可以组合多层以创建样品表面和直到几毫米深度的三维图。OCT成像系统一般逐条线地收集样品结构的信息。每条线扫描(也称为A扫描)都从样品的区域提供一维深度信息。通过在整个样品内横向扫描光束并且然后对几个A扫描分组，可以形成样品的二维和三维模型。常规上是通过光学元件的机械运动来进行扫描的。


【发明内容】

[0003]这里的实施例描述了柔性衬底的使用，该柔性衬底包括多个用于OCT系统的波导。
[0004]在实施例中，一种用于对样品进行深度分辨成像的系统包括:基本柔性材料的衬底，设置于所述衬底上的多个波导，设置于所述多个波导远端的光学元件，以及一个或多个干涉仪，其被配置成组合基准光与所述多个波导的至少一部分接收的光以分辨来自样品给定深度的贡献。该系统还包括耦合于所述多个波导和所述一个或多个干涉仪之间的光引导元件。
[0005]在另一实施例中，一种用于对样品进行深度分辨成像的系统包括:基本柔性材料的衬底，设置于所述衬底上的多个波导，设置于所述多个波导远端的光学元件，以及一个或多个干涉仪，其被配置成组合基准光与所述多个波导的至少一部分接收的光以分辨来自所述样品多个深度的贡献。该系统还包括耦合于所述多个波导和所述一个或多个干涉仪之间的光引导兀件。
[0006]一种制造光学相干断层摄影系统的示例方法包括将半导体材料层结合到柔性材料层。该半导体材料层进一步被减薄到小于10微米的厚度。该方法包括对所述半导体材料层进行构图以形成结合到所述柔性材料层的多个波导。该方法还包括:弯折结合了多个波导的所述柔性材料层；以及将弯折的柔性材料上的所述多个波导耦合到用于执行光学相干断层摄影的一个或多个干涉仪。
[0007]另一种制造光学相干断层摄影系统的示例方法包括对SOI晶片的器件层中的半导体材料层构图以形成多个波导，以及在所述器件层中形成的所述多个波导上方沉积第一柔性材料层。该SOI晶片包括具有器件层、掩埋氧化物层和基板层的层结构。蚀刻基板层以基本去除基板层，接着通过蚀刻掩埋氧化物层以基本去除掩埋氧化物层。在所述多个波导上方沉积第二柔性材料层，从而在所述第一和第二柔性材料层之间夹置所述多个波导，以形成柔性光学线路。该方法还包括:弯折所述柔性光学线路；以及将弯折的柔性光学线路上的所述多个波导耦合到用于执行光学相干断层摄影的一个或多个干涉仪。

【专利附图】

【附图说明】
[0008]被并入本说明书并构成其一部分的附图例示了本发明的实施例，并与描述一起进一步用于解释和例示本发明，并使相关领域的技术人员能够做出和利用本发明。
[0009]图1A-D示出了根据实施例的柔性衬底上的多个波导和弯折衬底的示例。
[0010]图2A-D示出了根据实施例的导管末端的各种视图。
[0011]图3示出了根据实施例的OCT系统的方框图。
[0012]图4示出了根据实施例的示例方法。
[0013]图5示出了根据实施例的示例方法。

【具体实施方式】
[0014]尽管论述了具体的配置和布置，但应当理解这样做仅仅是为了例示的目的。相关领域的技术人员将认识到，可以使用其他配置和布置而不脱离本发明的精神和范围。对于相关领域的技术人员显而易见的是，也可以在多种其他应用中采用本发明。
[0015]要指出的是，在说明书中提到“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等，表示所述实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但未必每个实施例都包括该特定特征、结构或特性。此外，这样的短语未必是指相同的实施例。此外，在结合实施例描述特定特征、结构或特性时，无论是否明确描述，结合其他实施例实现这样的特征、结构或特性在本领域的技术人员的知识范围之内。
[0016]可以利用大量光波导从样品上的多个点收集光，来实现对OCT扫描器中机械运动需求的满足。以前，波导是在平面光波导(PLC)中制造的。PLC还可以包括有源元件，以在不同波导之间切换光的路径或调制光的频率。不过，在PLC中制造的波导根据其定义都是共面的。这阻碍了基于PLC的OCT系统用于需径向或锥形扫描的应用(例如内窥镜检查)。此外，常见的内窥镜或导管探头可能小于3mm，这限制了沿PLC边缘可以使用的波导的数量。
[0017]在本发明的实施例中，波导提供于柔性衬底上。柔性衬底允许将波导卷曲或弯折成各种形状并更有效率地填充给定区域。例如，可以将柔性衬底卷曲成紧密的螺旋形或层层折叠成手风琴型形状。一旦将柔性衬底处置成特定形式，就可以将其放入外壳或任何其他类型的封装中加以保护并帮助衬底保持其形状。例如，可以将柔性衬底卷曲并接下来放入内窥镜的圆柱形外壳中，以在外壳之内提供波导的致密阵列。
[0018]图1A示出了包括多个波导104的柔性衬底102的示例。柔性衬底可以是聚合物，例如，但不限于，聚二甲基硅氧烷(PDMS)或聚对二甲苯。柔性衬底也可以是薄的半导体材料。柔性衬底102可以是充分柔性的，以便卷曲或弯折而不会撕破。
[0019]柔性衬底102被配置成适应于可能对不同应用有用的各种形状。一旦在柔性衬底102上实现，然后就可以通过不共面的方式布置波导104，同时仍然允许聚焦光学器件根据任何期望的采样模式引导来自不同波导104的光。
[0020]波导104可以由单一聚合物材料制成或者可以包括聚合物材料的组合。例如，波导104可以由SU-8、PMMA、PDMS等任一种制成。波导104也可以由半导体材料(例如硅、或诸如砷化镓或磷化铟的II1-V族半导体材料)制成。应当理解，半导体材料中可以存在杂质或其他材料组合，例如三元或四元化合物。
[0021]波导104可以制造于柔性衬底102的表面上。表面构图可以涉及多种光刻掩蔽和蚀刻技术。蚀刻技术的一些示例包括反应离子蚀刻、感应耦合等离子体蚀刻以及湿法化学蚀刻。在另一实施例中，可以通过体微加工形成波导104，其中将波导104的材料结合到柔性衬底102，接下来减薄到低于100微米的最终厚度。可以将更小的单模或接近单模波导减薄到低于10微米或低于I微米的最终厚度。在一个实施例中，波导104的最终厚度大约为3微米。减薄流程的示例包括化学机械抛光、体湿法蚀刻和利用诸如氙二氟化物的活性气体蚀刻。可以通过引入具有适当抗张强度但仍有充分柔性的承载层来确保结构完整性。本领域的技术人员会理解，可以使用其他晶片级的衬底转移工艺将形成为光学器件层的波导转移到诸如衬底10的膜上。
[0022]在另一个示例中，波导104可以嵌入柔性衬底102之内。由于每个波导周围是相同或相似的包覆材料，所以嵌入波导104可以在波导之内提供更好的光学模式包含。在波导104附近可以将衬底102分层以便嵌入波导104。在另一个示例中，波导104可以是半导体层的掺杂区域，在掺杂层上方沉积顶部半导体层以嵌入波导104。可以利用化学气相沉积技术外延生长或沉积半导体层。
[0023]波导104可以设置于衬底102上或衬底102之内，使得所有波导都彼此平行。在波导104设置于半导体或塑料衬底的层上时，它们能够生成柔性光学集成电路。
[0024]图1B-D示出了可以将衬底102弯折成不同形状的各种方式。图1B示出了被卷绕成圆柱形的衬底102，其包含嵌入的波导104。图1C示出了衬底102，其自身被卷绕以生成螺旋模式的波导104。图1D示出了被折叠以生成分层模式的衬底102。在需要进行圆形或锥形扫描时，衬底102的圆形和螺旋布置是有用的。在希望有致密三维扫描模式时，图1C和ID可能特别有用。也可以考虑其他形状而不偏离本发明的范围或精神。
[0025]波导和柔性衬底的这种组合在被弯折时可以与有源元件组合以将光束从一个波导切换到另一个波导。通过这种方式，可以进行扫描而无需机械扫描模块。有源元件可以基于例如电光、热光或载流子注入效应。与终端光学系统组合，可以实现用于OCT成像的无运动(没有任何运动部分)扫描系统，终端光学系统将来自每个波导的光聚焦到样品表面的不同点上。传统PLC内部界定的波导从定义上讲是共面的。这会阻碍为一些应用(例如基于内窥镜或导管的OCT系统)使用基于PLC的无运动扫描系统，在这些应用中需要特殊的样品扫描方案(例如，径向扫描或锥形扫描)。对于获得径向或锥形图像信息而言，线扫描器通常效率低下。原因在于，将来自PLC中共面波导阵列的光束转换成组织上的复杂扫描图案所需的光学聚焦系统实施起来很难。为了解决这个问题，一种系统可以使用柔性波导，例如参考图1A-1D所述的实施例。
[0026]图2A-D提供了根据实施例包括柔性波导系统的导管或内窥镜末端的各种视图。虚线中所示的元件被示为处在外壳201之内。
[0027]图2A示出了探头的侧视图，其包括外壳201、光引导元件202、柔性波导系统204和设置于探头远端208的光学元件206。光引导元件202可以是，例如单个光纤或一束光纤。或者，光引导元件202可以是在衬底上制造的平面波导。在一个示例中，光引导元件202是在柔性波导系统204中包括的同一柔性衬底上制造的波导。
[0028]柔性波导系统204可以包括多个类似于图1A-D中所述衬底102的波导。此外，可以将柔性波导系统204卷绕成例如圆柱形或螺旋形状。在实施例中，外壳201的远端208的直径小于3mm。在另一个不例中，远端208的直径小于1mm。
[0029]根据实施例，光学元件206将来自柔性波导系统204的光引导到样品上。光学元件206可以是，例如任意数量的透镜和/或反射镜，被设计成向要成像的样品引导离开远端208的光。光学元件206也可以被设计成收集从样品散射回的光。在一个实施例中，光学元件206包括至少一个透镜，即梯度折射率(GRIN)透镜。在另一个示例中，光学元件206包括一个或多个球面透镜部件。此外或替代地，远端208可以包括反射镜，以在光离开远端208时以特定角度引导光。这种反射镜也可用于收集以特定角度离开样品的光。这种反射镜可以是静态的反射镜或可移动的反射镜。
[0030]根据实施例，光引导元件202被配置成在柔性波导系统204和不在外壳201之内设置的其他光学部件之间传输光。在另一个示例中，其他光学部件直接与外壳201之内的柔性波导系统耦合。这些其他光学部件可以包括电或热调制器，以改变光的频率。其他光学部件还可以包括一个或多个干涉仪，以使光发生相长和/或相消干涉。可以利用干涉仪进行时域或频域光学相干断层摄影。
[0031]尽管仅示出了一个光引导元件202，但应当理解，可以使用任意数量的光引导元件将来自柔性波导系统204之内各种波导的光引导到系统的其他光学部件。或者，可以利用一个或多个光学开关以切换到柔性波导系统204中多个波导的特定波导，以将光耦合到光引导元件202。
[0032]图2B示出了根据实施例向探头的远端208中看到的前视图。光学元件206可以填充远端208处的区域。这样一来，利用虚线在光学元件206后方示出了柔性波导系统204。根据实施例，柔性波导系统204被包裹成管状形状。
[0033]图2C不出了根据实施例，在外壳201之内包括柔性波导系统204和光学兀件206的探头的顶视图。可以看到，光引导元件202连接到外壳201之内的柔性波导系统204。
[0034]图2D示出了探头末端的透视图。根据实施例，观察到探头的圆柱形外壳201之内设置的柔性波导系统204的圆柱形状。根据实施例，光引导元件202可以耦合到柔性波导系统204的一部分，或者可以耦合到柔性波导系统204中的所有波导。示出了单个光引导元件202 ;不过，可以在柔性波导系统204的基本整个周边附近设置多个光引导元件，以俘获来自柔性波导系统204的波导的光。
[0035]另一个光学元件可以用于将来自光引导元件202的光引导到柔性波导系统204上的一个或多个波导。例如，可以在光引导元件202和柔性波导系统204之间设置复用器。在另一个示例中，在柔性波导系统204的衬底上设置复用器。复用器可以包括一个或多个光学开关、循环器、波束引导调制器等。复用器能够将经由柔性波导系统204的很多光路与经由光引导元件202的单个光路整合。
[0036]图3示出了根据实施例包括柔性波导系统的使用的示例OCT系统300的图。OCT系统300包括光传感器302、一个或多个干涉仪304、将干涉仪304耦合到复用器308的光引导元件306、柔性波导系统310和光学元件312。在图3中所示的示例中，光学元件312为GRIN透镜。图3中未示出的是光源，它会产生光，光会被引导到距光学元件312—定距离的样品314上。也可以将光源产生的光向下引导到光引导元件306并在其到达样品314的路上通过柔性波导系统310。在实施例中，光源也可以用作参考光。
[0037]在一个实施例中，使用一个或多个干涉仪304进行时域光学相干断层摄影(TD-OCT)。调制一个或多个干涉仪304的基准臂的光路长度以便调制基准光束。在调制的基准光束与从样品314接收的光束组合时，所得的干涉分辨了来自样品314给定深度的信号贡献。可以随着时间推移改变基准臂的光路长度，以在样品314的不同深度处产生图像数据。传统上，通过在基准光束的路径中机械移动一个或多个反射镜来进行光路长度的调制。不过，也考虑了其他调制技术，例如，耦合到波导的热光或电光调制器，用于改变波导之内光的光路长度。
[0038]在另一个实施例中，使用一个或多个干涉仪304进行频域光学相干断层摄影(FD-OCT)。在进行FD-OCT时，可以通过，例如使用光传感器302处的多个频谱分离的探测器，基本同时分析样品314的多个深度。可以对光传感器302接收的信号进行傅里叶变换以求解与样品314的各个深度相关联的各种信号分量。在一个示例中，执行FD-OCT允许在各个深度采集图像信息，而无需改变一个或多个干涉仪304中基准臂的光路长度。
[0039]复用器308可以被配置成，在从柔性波导系统310上的波导的第二子集接收从样品314散射回的光的同时，通过柔性波导系统310上的波导的第一子集传输光。在光从样品314反射回光学元件312中时，根据一个实施例，它沿着光引导元件306向一个或多个干涉仪304返回。在另一个示例中，光可以利用与经由光引导元件306不同的路径返回一个或多个干涉仪304。一个或多个干涉仪304可以将光与基准光组合以使光相长和/或相消干涉。在光传感器302处收集与执行TD-OCT时样品314的给定深度或执行FD-OCT时样品314的多个深度相关联的分辨光。
[0040]样品314可以是组织样品，例如心脏或结肠的衬里。由于柔性波导系统310中有多个波导，所以可以一次对样品314上的多个位置成像。此外，由于波导是圆形布置的，所以可以从样品314收集径向和/或锥形图像信息。
[0041]图4示出了流程图，示出了根据本发明实施例制造光学相干断层摄影系统的方法400。系统的制造可以涉及在诸如图1B-1D中所示那些的柔性材料上制造多个波导。要认识到，方法400可以包括除图示那些之外的操作，或以与图示不同的次序执行操作。
[0042]方法400开始于步骤402，其中根据实施例将半导体层结合到柔性材料层。半导体可以是例如硅或砷化镓。柔性材料可以是例如PDMS或聚对二甲苯。结合可以是阳极技术或可以使用本文给出的相关领域技术人员已知的其他技术。
[0043]方法400继续进行到步骤404，其中对半导体层减薄。减薄可以产生厚度小于10微米的半导体层。在一个实施例中，半导体层的最终厚度大约为3微米。可以利用化学机械抛光(CMP)进行减薄流程。应当理解，在初始结合到柔性材料时半导体层已经足够薄的情况下，步骤404可能不是必要的。
[0044]在步骤406中，根据实施例，对半导体层进行构图以在柔性材料上形成波导。半导体层的构图可以涉及常规光刻技术，以首先对半导体层上方的光致抗蚀剂层进行构图，并且接下来蚀刻暴露的半导体材料以形成波导。或者，可以使用诸如氮化硅的硬掩模材料替代光致抗蚀剂。在一个实施例中，将波导形成为柔性材料上基本平行的线条。在形成波导之后，可以在波导顶部沉积或增加包覆材料，以在波导芯之内进一步限定光模式。
[0045]在步骤408中，根据实施例，将具有多个波导的柔性材料层弯折成特定形状。在一个示例中，可以将柔性材料分别弯折成图1B和IC中所示的圆柱形或螺旋形状。大致圆形的形状可以辅助将柔性波导置于管状设备中，例如导管或内窥镜中。也可以考虑其他形状以更方便地将柔性波导置于各种装置中。波导的各种弯折形状能够减小光学系统的形状因子，并且还提供了从严格共面的波导不容易获得的其他成像技术。
[0046]在步骤410中，根据实施例，将多个波导耦合到一个或多个干涉仪。一个或多个干涉仪将从多个波导的至少一部分接收的光与基准光束组合以进行OCT成像。波导和干涉仪之间的耦合可以涉及任意数量的光引导元件、透镜、反射镜、复用器等。例如，可以使用诸如光纤的光引导元件将来自多个波导的光耦合到一个或多个干涉仪。在另一个示例中，可以使用一个或多个透镜将离开多个波导的光聚焦到光引导元件上，或直接聚焦到作为一个或多个干涉仪的一部分集成的光学元件上。
[0047]图5示出了流程图，示出了根据本发明另一实施例制造光学相干断层摄影系统的方法500。要认识到，方法500可以包括除图示那些之外的操作，或以与图示不同的次序执行操作。方法500开始于步骤502，其中根据实施例对绝缘体上硅(SOI)晶片的器件层进行构图以形成波导。SOI晶片可以包括半导体器件层、掩埋二氧化硅层和可以厚达几百微米的基板层(handle layer)。不过,应当认识到,方法500中描述的SOI晶片和制造工艺不应限于使用硅作为器件层，也可以使用其他半导体和聚合物材料。如上所述，半导体层的构图可以涉及常规光刻技术，以首先对半导体层上方的光致抗蚀剂层进行构图，并且接下来蚀刻暴露的半导体材料以形成波导。或者，可以使用诸如氮化硅的硬掩模材料替代光致抗蚀剂。在一个实施例中，将波导形成为柔性材料上基本平行的线条。器件层可以具有例如小于10微米的厚度。在一个实施例中，器件层的最终厚度大约为3微米。在形成波导之后，可以在波导顶部沉积或增加包覆材料，以在波导芯之内进一步限定光模式。可以增加其他材料层或工艺步骤以实现额外的电学或光学功能。
[0048]方法500继续进行到步骤504，其中根据实施例，在SOI晶片顶部沉积薄柔性材料层，确从而保很好地粘附到已经界定了波导的器件层。柔性材料可以是例如PDMS或聚对二甲苯。将通过旋涂、基于温度和压力施加的层转移或本描述给出的相关领域中的技术人员已知的其他方法进行沉积。可以通过利用O2等离子体或其他手段(例如中间粘附促进层)进行表面准备，来确保柔性材料和已经界定波导的器件层之间的粘附。可以使用本文给出的相关领域技术人员已知的其他技术来改善粘附。
[0049]方法500继续进行到步骤506，其中根据实施例将顶部具有柔性材料的SOI晶片附着于承载衬底。可以通过薄的粘合层(包括光致抗蚀剂层)实现这样的附着。可以选择粘合剂以便利用溶剂容易去除而不会对柔性层或波导造成负面影响。这样的溶剂可以是，例如丙酮、甲醇、异丙醇或任何其他有机或无机溶剂。
[0050]方法500继续进行步骤508，其中利用掩埋氧化物层作为停止层来蚀刻SOI晶片的基板层。可以利用湿法各向异性蚀刻、湿法各向同性蚀刻、深度反应离子蚀刻、其他基于等离子体的蚀刻工艺或阅读本文的相关领域技术人员已知的其他手段进行这一蚀刻步骤。可以通过光刻步骤调节这一蚀刻步骤，其中通过软掩模或硬掩模保护固体硅岛。可以在需要的范围之内在掩埋氧化物上保留这种刚性岛以加强该结构，以便满足封装、功能或其他应用需要。
[0051]在步骤510中，根据实施例，接下来利用蚀刻溶液蚀刻掉掩埋氧化物层。在一个示例中，可以选择蚀刻溶液以对于波导材料具有零或可忽略的蚀刻速率，以保护波导。这种蚀刻剂可以基于氢氟酸(HF)，但如相关领域技术人员所知那样，其他组成是可能的。在步骤512中，根据实施例，在暴露的硅波导上沉积另一柔性层。不过，步骤512是任选的，额外的柔性层夹住波导，以便保护光学线路，增加额外的机械强度并改善波导附近的包层。在这一步骤中，可以进一步对柔性光学线路构图，由此可以在衬底中界定任意形状。可以使用这样的形状来增强柔性、简化封装或其他目的。可以利用光刻掩模来进行构图，以保护柔性光学线路不受蚀刻步骤影响。例如，可以通过基于等离子体的蚀刻工艺实现柔性光学线路的蚀刻。
[0052]在步骤514中，根据实施例，从承载衬底释放柔性光学线路。可以在将结合到承载衬底的柔性光学线路切割成足够尺寸的管芯之后，在管芯层级上进行释放。可以利用仅溶解粘附层的溶剂来进行释放。
[0053]在步骤516中，根据实施例，将柔性光学线路弯折成特定形状。在一个示例中，可以将柔性光学线路分别弯折成图1B和IC中所示的圆柱形或螺旋形状。大致圆形的形状可以辅助将柔性波导置于管状设备中，例如导管或内窥镜中。也可以考虑其他形状以更方便地将柔性波导置于各种装置中。波导的各种弯折形状能够减小光学系统的形状因子，并且还提供了从严格共面的波导不容易获得的其他成像技术。
[0054]在步骤518中，根据实施例，将柔性材料上的多个波导耦合到一个或多个干涉仪。一个或多个干涉仪将从多个波导的至少一部分接收的光与基准光束组合以进行OCT成像。波导和干涉仪之间的耦合可以涉及任意数量的光引导元件、透镜、反射镜、复用器等。例如，可以使用诸如光纤的光引导元件将来自多个波导的光耦合到一个或多个干涉仪。在另一个示例中，可以使用一个或多个透镜将离开多个波导的光聚焦到光引导元件上，或直接聚焦到作为一个或多个干涉仪的一部分集成的光学元件上。
[0055]本文描述的柔性波导系统的一些实施例提供了特定的结构优点。例如，设置于柔性衬底上的波导相对于独立的光纤可以具有尺寸优势，因为可以将设置于衬底上的波导做成比独立光纤小得多，因为可以将衬底用作波导的结构支撑。利用更小的波导允许在给定面积上封装更多波导。这样一来，可以针对给定表面面积获取更多个体数据点。此外，一旦在衬底上设置了波导，就可以将波导组织成具体的稳定形状，利用独立的光纤这些可能是不可能的或不容易的。
[0056]上文已经在例示指定功能实施方式及其关系的功能构造块的帮助下描述了本发明的实施例。在此已经任意定义了这些功能构造块的边界以便于描述。只要适当地执行指定功能及其关系，就可以定义替代的边界。
[0057]具体实施例的以上描述将充分揭示本发明的一般性质，使得其他人能够应用本领域的技能知识，无需过度的试验就容易地针对各种应用修改和/或调整这种具体实施例，而不脱离本发明的一般概念。因此，基于本文给出的教导和指导，这样的调整和修改意在处于所公开实施例的等价物的含义和范围之内。要理解的是，本文使用的措辞或术语是出于描述而非限制的目的，因此本说明书的术语或措辞要由技术人员根据教导和指导进行解释。
【权利要求】
1.一种用于对样品进行深度分辨成像的系统，包括: 基本柔性材料的衬底； 设置于所述衬底上的多个波导； 设置于所述多个波导的远端的光学元件； 一个或多个干涉仪，其被配置成组合基准光与由所述多个波导的至少一部分接收的光以分辨来自所述样品的给定深度的贡献；以及 耦合于所述多个波导和所述一个或多个干涉仪之间的光引导元件。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述衬底为聚合物。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述聚合物为PDMS。
4.根据权利要求2所述的系统，其中所述聚合物为聚对二甲苯。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述衬底为柔性半导体。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个波导由硅、砷化镓、磷化铟和聚合物中的至少一种构成。
7.根据权利要求 1所述的系统，还包括光复用器，其被配置成将来自所述光引导元件的光的路径切换到所述多个波导中的一个或多个。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述衬底被配置成卷绕成基本圆柱形形状。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述衬底设置于基本圆柱形外壳之内。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述光学元件包括一个或多个反射镜。
11.根据权利要求1所述的系统，其中所述光学元件包括一个或多个透镜。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述一个或多个透镜中的至少一个是梯度折射率透镜。
13.根据权利要求1所述的系统，其中所述深度分辨成像包括光学相干断层摄影(OCT)。
14.根据权利要求1所述的系统，其中所述光引导元件是光纤。
15.一种用于对样品进行深度分辨成像的系统，包括: 基本柔性材料的衬底； 设置于所述衬底上的多个波导； 设置于所述多个波导的远端的光学元件； 一个或多个干涉仪，其被配置成组合基准光与由所述多个波导的至少一部分接收的光以分辨来自所述样品的多个深度的贡献；以及 耦合于所述多个波导和所述一个或多个干涉仪之间的光引导元件。
16.根据权利要求15所述的系统，还包括光复用器，其被配置成将来自所述光引导元件的光的路径切换到所述多个波导中的一个或多个。
17.根据权利要求15所述的系统，其中所述衬底被配置成卷绕成基本圆柱形形状。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述衬底设置于基本圆柱形外壳之内。
19.根据权利要求15所述的系统，其中所述深度分辨成像包括光学相干断层摄影(OCT)。
20.一种制造光学相干断层摄影系统的方法，包括: 将半导体材料层结合到柔性材料层；将所述半导体材料层减薄到小于10微米的厚度； 对所述半导体材料层进行构图以形成结合到所述柔性材料层的多个波导； 弯折结合了所述多个波导的所述柔性材料层；以及 将弯折的柔性材料上的所述多个波导耦合到用于执行光学相干断层摄影的一个或多个干涉仪。
21.一种制造光学相干断层摄影系统的方法，包括: 对SOI晶片的器件层中的半导体材料层构图以形成多个波导，其中所述SOI晶片包括: 器件层， 掩埋氧化物层，以及 基板层； 在所述器件层中形成的所述多个波导上方沉积第一柔性材料层； 蚀刻所述SOI晶片的所述基板层以基本去除所述基板层； 蚀刻所述SOI晶片的所述 掩埋氧化物层以基本去除所述掩埋氧化物层； 在所述多个波导上方沉积第二柔性材料层，从而在所述第一和第二柔性材料层之间夹置所述多个波导，以形成柔性光学线路； 弯折所述柔性光学线路；以及 将弯折的柔性光学线路上的所述多个波导耦合到用于执行光学相干断层摄影的一个或多个干涉仪。
【文档编号】G02B6/06GK104081235SQ201380007875
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2013年2月7日 优先权日:2012年2月7日
【发明者】J·L·路比古文奥, E·马伽罗巴尔巴斯 申请人:梅德路米克斯有限公司