Abstract

Ultrahigh-resolution optical coherence tomography (OCT) by use of state of the art broad-bandwidth femtosecond laser technology is demonstrated and applied to <i>in vivo</i> subcellular imaging. Imaging is performed with a Kerr-lens mode-locked Ti:sapphire laser with double-chirped mirrors that emits sub-two-cycle pulses with bandwidths of up to 350 nm, centered at 800 nm. Longitudinal resolutions of ~1μm and transverse resolution of 3μm, with a 110-dB dynamic range, are achieved in biological tissue. To overcome depth-of-field limitations we perform zone focusing and image fusion to construct a tomogram with high transverse resolution throughout the image depth. To our knowledge this is the highest longitudinal resolution demonstrated to date for <i>in vivo</i> OCT imaging.

© 1999 Optical Society of America

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. D. Huang, E. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).
  2. J. G. Fujimoto, M. E. Brezinski, G. J. Tearney, S. A. Boppart, B. E. Bouma, M. R. Hee, J. F. Southern, and E. A. Swanson, Nature Med. 1, 970 (1995).
  3. E. A. Swanson, D. Huang, M. R. Hee, J. G. Fujimoto, C. P. Lin, and C. A. Puliafito, Opt. Lett. 17, 151 (1992).
  4. H. H. Liu, P. H. Cheng, and J. Wang, Opt. Lett. 18, 678 (1993).
  5. X. Clivaz, F. Marquis-Weible, and R. P. Salathé, Electron. Lett. 28, 1553 (1992).
  6. A. Baumgartner, C. K. Hitzenberger, H. Sattmann, W. Drexler, and A. F. Fercher, J. Biomed. Opt. 3, 45 (1998).
  7. J. M. Schmitt, S. L. Lee, and K. M. Yung, Opt. Commun. 142, 203 (1997).
  8. B. E. Bouma, G. J. Tearney, S. A. Boppart, M. R. Hee, M. E. Brezinski, and J. G. Fujimoto, Opt. Lett. 20, 1486 (1995).
  9. S. A. Boppart, B. E. Bouma, C. Pitris, J. F. Southern, M. E. Brezinski, and J. G. Fujimoto, Nature Med. 4, 861 (1998).
  10. M. D. Sherar, M. B. Noss, and F. S. Foster, Nature 330, 493 (1987).
  11. U. Morgner, F. X. Kärtner, S. Cho, Y. Chen, H. A. Haus, J. G. Fujimoto, E. P. Ippen, V. Scheurer, G. Angelow, and T. Tschudi, Opt. Lett. 24, 411 (1999).
  12. F. Lexer, C. K. Hitzenberger, W. Drexler, S. Molebny, H. Sattmann, M. Sticker, and A. F. Fercher, J. Mod. Opt. 46, 541 (1999).

1999

U. Morgner, F. X. Kärtner, S. Cho, Y. Chen, H. A. Haus, J. G. Fujimoto, E. P. Ippen, V. Scheurer, G. Angelow, and T. Tschudi, Opt. Lett. 24, 411 (1999).

F. Lexer, C. K. Hitzenberger, W. Drexler, S. Molebny, H. Sattmann, M. Sticker, and A. F. Fercher, J. Mod. Opt. 46, 541 (1999).

1998

A. Baumgartner, C. K. Hitzenberger, H. Sattmann, W. Drexler, and A. F. Fercher, J. Biomed. Opt. 3, 45 (1998).

S. A. Boppart, B. E. Bouma, C. Pitris, J. F. Southern, M. E. Brezinski, and J. G. Fujimoto, Nature Med. 4, 861 (1998).

1997

J. M. Schmitt, S. L. Lee, and K. M. Yung, Opt. Commun. 142, 203 (1997).

1995

B. E. Bouma, G. J. Tearney, S. A. Boppart, M. R. Hee, M. E. Brezinski, and J. G. Fujimoto, Opt. Lett. 20, 1486 (1995).

J. G. Fujimoto, M. E. Brezinski, G. J. Tearney, S. A. Boppart, B. E. Bouma, M. R. Hee, J. F. Southern, and E. A. Swanson, Nature Med. 1, 970 (1995).

1993

1992

X. Clivaz, F. Marquis-Weible, and R. P. Salathé, Electron. Lett. 28, 1553 (1992).

E. A. Swanson, D. Huang, M. R. Hee, J. G. Fujimoto, C. P. Lin, and C. A. Puliafito, Opt. Lett. 17, 151 (1992).

1991

D. Huang, E. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).

1987

M. D. Sherar, M. B. Noss, and F. S. Foster, Nature 330, 493 (1987).

Angelow, G.

Baumgartner, A.

A. Baumgartner, C. K. Hitzenberger, H. Sattmann, W. Drexler, and A. F. Fercher, J. Biomed. Opt. 3, 45 (1998).

Boppart, S. A.

S. A. Boppart, B. E. Bouma, C. Pitris, J. F. Southern, M. E. Brezinski, and J. G. Fujimoto, Nature Med. 4, 861 (1998).

J. G. Fujimoto, M. E. Brezinski, G. J. Tearney, S. A. Boppart, B. E. Bouma, M. R. Hee, J. F. Southern, and E. A. Swanson, Nature Med. 1, 970 (1995).

B. E. Bouma, G. J. Tearney, S. A. Boppart, M. R. Hee, M. E. Brezinski, and J. G. Fujimoto, Opt. Lett. 20, 1486 (1995).

Bouma, B. E.

S. A. Boppart, B. E. Bouma, C. Pitris, J. F. Southern, M. E. Brezinski, and J. G. Fujimoto, Nature Med. 4, 861 (1998).

J. G. Fujimoto, M. E. Brezinski, G. J. Tearney, S. A. Boppart, B. E. Bouma, M. R. Hee, J. F. Southern, and E. A. Swanson, Nature Med. 1, 970 (1995).

B. E. Bouma, G. J. Tearney, S. A. Boppart, M. R. Hee, M. E. Brezinski, and J. G. Fujimoto, Opt. Lett. 20, 1486 (1995).

Brezinski, M. E.

S. A. Boppart, B. E. Bouma, C. Pitris, J. F. Southern, M. E. Brezinski, and J. G. Fujimoto, Nature Med. 4, 861 (1998).

J. G. Fujimoto, M. E. Brezinski, G. J. Tearney, S. A. Boppart, B. E. Bouma, M. R. Hee, J. F. Southern, and E. A. Swanson, Nature Med. 1, 970 (1995).

B. E. Bouma, G. J. Tearney, S. A. Boppart, M. R. Hee, M. E. Brezinski, and J. G. Fujimoto, Opt. Lett. 20, 1486 (1995).

Chang, W.

D. Huang, E. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).

Chen, Y.

Cheng, P. H.

Cho, S.

Clivaz, X.

X. Clivaz, F. Marquis-Weible, and R. P. Salathé, Electron. Lett. 28, 1553 (1992).

Drexler, W.

F. Lexer, C. K. Hitzenberger, W. Drexler, S. Molebny, H. Sattmann, M. Sticker, and A. F. Fercher, J. Mod. Opt. 46, 541 (1999).

A. Baumgartner, C. K. Hitzenberger, H. Sattmann, W. Drexler, and A. F. Fercher, J. Biomed. Opt. 3, 45 (1998).

Fercher, A. F.

F. Lexer, C. K. Hitzenberger, W. Drexler, S. Molebny, H. Sattmann, M. Sticker, and A. F. Fercher, J. Mod. Opt. 46, 541 (1999).

A. Baumgartner, C. K. Hitzenberger, H. Sattmann, W. Drexler, and A. F. Fercher, J. Biomed. Opt. 3, 45 (1998).

Flotte, T.

D. Huang, E. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).

Foster, F. S.

M. D. Sherar, M. B. Noss, and F. S. Foster, Nature 330, 493 (1987).

Fujimoto, J. G.

U. Morgner, F. X. Kärtner, S. Cho, Y. Chen, H. A. Haus, J. G. Fujimoto, E. P. Ippen, V. Scheurer, G. Angelow, and T. Tschudi, Opt. Lett. 24, 411 (1999).

S. A. Boppart, B. E. Bouma, C. Pitris, J. F. Southern, M. E. Brezinski, and J. G. Fujimoto, Nature Med. 4, 861 (1998).

J. G. Fujimoto, M. E. Brezinski, G. J. Tearney, S. A. Boppart, B. E. Bouma, M. R. Hee, J. F. Southern, and E. A. Swanson, Nature Med. 1, 970 (1995).

B. E. Bouma, G. J. Tearney, S. A. Boppart, M. R. Hee, M. E. Brezinski, and J. G. Fujimoto, Opt. Lett. 20, 1486 (1995).

E. A. Swanson, D. Huang, M. R. Hee, J. G. Fujimoto, C. P. Lin, and C. A. Puliafito, Opt. Lett. 17, 151 (1992).

D. Huang, E. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).

Gregory, K.

D. Huang, E. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).

Haus, H. A.

Hee, M. R.

B. E. Bouma, G. J. Tearney, S. A. Boppart, M. R. Hee, M. E. Brezinski, and J. G. Fujimoto, Opt. Lett. 20, 1486 (1995).

J. G. Fujimoto, M. E. Brezinski, G. J. Tearney, S. A. Boppart, B. E. Bouma, M. R. Hee, J. F. Southern, and E. A. Swanson, Nature Med. 1, 970 (1995).

E. A. Swanson, D. Huang, M. R. Hee, J. G. Fujimoto, C. P. Lin, and C. A. Puliafito, Opt. Lett. 17, 151 (1992).

D. Huang, E. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).

Hitzenberger, C. K.

F. Lexer, C. K. Hitzenberger, W. Drexler, S. Molebny, H. Sattmann, M. Sticker, and A. F. Fercher, J. Mod. Opt. 46, 541 (1999).

A. Baumgartner, C. K. Hitzenberger, H. Sattmann, W. Drexler, and A. F. Fercher, J. Biomed. Opt. 3, 45 (1998).

Huang, D.

E. A. Swanson, D. Huang, M. R. Hee, J. G. Fujimoto, C. P. Lin, and C. A. Puliafito, Opt. Lett. 17, 151 (1992).

D. Huang, E. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).

Ippen, E. P.

Kärtner, F. X.

Lee, S. L.

J. M. Schmitt, S. L. Lee, and K. M. Yung, Opt. Commun. 142, 203 (1997).

Lexer, F.

F. Lexer, C. K. Hitzenberger, W. Drexler, S. Molebny, H. Sattmann, M. Sticker, and A. F. Fercher, J. Mod. Opt. 46, 541 (1999).

Lin, C. P.

E. A. Swanson, D. Huang, M. R. Hee, J. G. Fujimoto, C. P. Lin, and C. A. Puliafito, Opt. Lett. 17, 151 (1992).

D. Huang, E. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).

Liu, H. H.

Marquis-Weible, F.

X. Clivaz, F. Marquis-Weible, and R. P. Salathé, Electron. Lett. 28, 1553 (1992).

Molebny, S.

F. Lexer, C. K. Hitzenberger, W. Drexler, S. Molebny, H. Sattmann, M. Sticker, and A. F. Fercher, J. Mod. Opt. 46, 541 (1999).

Morgner, U.

Noss, M. B.

M. D. Sherar, M. B. Noss, and F. S. Foster, Nature 330, 493 (1987).

Pitris, C.

S. A. Boppart, B. E. Bouma, C. Pitris, J. F. Southern, M. E. Brezinski, and J. G. Fujimoto, Nature Med. 4, 861 (1998).

Puliafito, C. A.

E. A. Swanson, D. Huang, M. R. Hee, J. G. Fujimoto, C. P. Lin, and C. A. Puliafito, Opt. Lett. 17, 151 (1992).

D. Huang, E. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).

Salathé, R. P.

X. Clivaz, F. Marquis-Weible, and R. P. Salathé, Electron. Lett. 28, 1553 (1992).

Sattmann, H.

F. Lexer, C. K. Hitzenberger, W. Drexler, S. Molebny, H. Sattmann, M. Sticker, and A. F. Fercher, J. Mod. Opt. 46, 541 (1999).

A. Baumgartner, C. K. Hitzenberger, H. Sattmann, W. Drexler, and A. F. Fercher, J. Biomed. Opt. 3, 45 (1998).

Scheurer, V.

Schmitt, J. M.

J. M. Schmitt, S. L. Lee, and K. M. Yung, Opt. Commun. 142, 203 (1997).

Schuman, J. S.

D. Huang, E. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).

Sherar, M. D.

M. D. Sherar, M. B. Noss, and F. S. Foster, Nature 330, 493 (1987).

Southern, J. F.

S. A. Boppart, B. E. Bouma, C. Pitris, J. F. Southern, M. E. Brezinski, and J. G. Fujimoto, Nature Med. 4, 861 (1998).

J. G. Fujimoto, M. E. Brezinski, G. J. Tearney, S. A. Boppart, B. E. Bouma, M. R. Hee, J. F. Southern, and E. A. Swanson, Nature Med. 1, 970 (1995).

Sticker, M.

F. Lexer, C. K. Hitzenberger, W. Drexler, S. Molebny, H. Sattmann, M. Sticker, and A. F. Fercher, J. Mod. Opt. 46, 541 (1999).

Stinson, W. G.

D. Huang, E. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).

Swanson, E.

D. Huang, E. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).

Swanson, E. A.

J. G. Fujimoto, M. E. Brezinski, G. J. Tearney, S. A. Boppart, B. E. Bouma, M. R. Hee, J. F. Southern, and E. A. Swanson, Nature Med. 1, 970 (1995).

E. A. Swanson, D. Huang, M. R. Hee, J. G. Fujimoto, C. P. Lin, and C. A. Puliafito, Opt. Lett. 17, 151 (1992).

Tearney, G. J.

B. E. Bouma, G. J. Tearney, S. A. Boppart, M. R. Hee, M. E. Brezinski, and J. G. Fujimoto, Opt. Lett. 20, 1486 (1995).

J. G. Fujimoto, M. E. Brezinski, G. J. Tearney, S. A. Boppart, B. E. Bouma, M. R. Hee, J. F. Southern, and E. A. Swanson, Nature Med. 1, 970 (1995).

Tschudi, T.

Wang, J.

Yung, K. M.

J. M. Schmitt, S. L. Lee, and K. M. Yung, Opt. Commun. 142, 203 (1997).

Electron. Lett.

X. Clivaz, F. Marquis-Weible, and R. P. Salathé, Electron. Lett. 28, 1553 (1992).

J. Biomed. Opt.

A. Baumgartner, C. K. Hitzenberger, H. Sattmann, W. Drexler, and A. F. Fercher, J. Biomed. Opt. 3, 45 (1998).

J. Mod. Opt.

F. Lexer, C. K. Hitzenberger, W. Drexler, S. Molebny, H. Sattmann, M. Sticker, and A. F. Fercher, J. Mod. Opt. 46, 541 (1999).

Nature

M. D. Sherar, M. B. Noss, and F. S. Foster, Nature 330, 493 (1987).

Nature Med.

S. A. Boppart, B. E. Bouma, C. Pitris, J. F. Southern, M. E. Brezinski, and J. G. Fujimoto, Nature Med. 4, 861 (1998).

J. G. Fujimoto, M. E. Brezinski, G. J. Tearney, S. A. Boppart, B. E. Bouma, M. R. Hee, J. F. Southern, and E. A. Swanson, Nature Med. 1, 970 (1995).

Opt. Commun.

J. M. Schmitt, S. L. Lee, and K. M. Yung, Opt. Commun. 142, 203 (1997).

Opt. Lett.

Science

D. Huang, E. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Metrics