Abstract

We present a new approach to improving the longitudinal resolution of optical coherence tomography by optimal synthesis of several LED’s. The search for an optimal synthesis of several low-coherence sources involves solution of an inverse problem, and an optimization algorithm is introduced that is used to arrange the parameters of light sources to effectively reduce the width of the center peak and inhibit the sidelobes simultaneously. Good coincidence between the experimental result and theoretical expectation is found.

© 2001 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. A. F. Fercher, J. Biomed. Opt. 2, 157 (1996).
    [CrossRef]
  2. D. Huang, E. A. 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).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. J. M. Schmitt, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 5, 1205 (1999).
    [CrossRef]
  4. A. T. Semenov, V. K. Batovrin, I. A. Garmash, V. R. Shidlovsky, M. V. Shramenko, and S. D. Yakubovich, Electron. Lett. 31, 314 (1995).
    [CrossRef]
  5. W. Drexler, U. Morgner, F. X. Kärtner, C. Pitris, S. A. Boppart, X. D. Li, E. P. Ippen, and J. G. Fujimoto, Opt. Lett. 24, 1221 (1999).
    [CrossRef]
  6. Y. J. Rao, Y. N. Ning, and D. A. Jackson, Opt. Lett. 18, 462 (1993).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. J. M. Schmitt, S. L. Lee, and K. M. Yung, Opt. Commun. 142, 203 (1997).
    [CrossRef]
  8. A. Baumgartner, C. K. Hitzenberger, H. Sattmann, W. Drexler, and A. F. Fercher, J. Biomed. Opt. 3, 45 (1998).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. J. A. Nelder and R. Mead, Comput. J. 7, 308 (1965).
    [CrossRef]

1999 (2)

1998 (1)

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

1997 (1)

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

1996 (1)

A. F. Fercher, J. Biomed. Opt. 2, 157 (1996).
[CrossRef]

1995 (1)

A. T. Semenov, V. K. Batovrin, I. A. Garmash, V. R. Shidlovsky, M. V. Shramenko, and S. D. Yakubovich, Electron. Lett. 31, 314 (1995).
[CrossRef]

1993 (1)

1991 (1)

D. Huang, E. A. 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).
[CrossRef] [PubMed]

1965 (1)

J. A. Nelder and R. Mead, Comput. J. 7, 308 (1965).
[CrossRef]

Batovrin, V. K.

A. T. Semenov, V. K. Batovrin, I. A. Garmash, V. R. Shidlovsky, M. V. Shramenko, and S. D. Yakubovich, Electron. Lett. 31, 314 (1995).
[CrossRef]

Baumgartner, A.

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

Boppart, S. A.

Chang, W.

D. Huang, E. A. 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).
[CrossRef] [PubMed]

Drexler, W.

W. Drexler, U. Morgner, F. X. Kärtner, C. Pitris, S. A. Boppart, X. D. Li, E. P. Ippen, and J. G. Fujimoto, Opt. Lett. 24, 1221 (1999).
[CrossRef]

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

Fercher, A. F.

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

A. F. Fercher, J. Biomed. Opt. 2, 157 (1996).
[CrossRef]

Flotte, T.

D. Huang, E. A. 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).
[CrossRef] [PubMed]

Fujimoto, J. G.

W. Drexler, U. Morgner, F. X. Kärtner, C. Pitris, S. A. Boppart, X. D. Li, E. P. Ippen, and J. G. Fujimoto, Opt. Lett. 24, 1221 (1999).
[CrossRef]

D. Huang, E. A. 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).
[CrossRef] [PubMed]

Garmash, I. A.

A. T. Semenov, V. K. Batovrin, I. A. Garmash, V. R. Shidlovsky, M. V. Shramenko, and S. D. Yakubovich, Electron. Lett. 31, 314 (1995).
[CrossRef]

Gregory, K.

D. Huang, E. A. 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).
[CrossRef] [PubMed]

Hee, M. R.

D. Huang, E. A. 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).
[CrossRef] [PubMed]

Hitzenberger, C. K.

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

Huang, D.

D. Huang, E. A. 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).
[CrossRef] [PubMed]

Ippen, E. P.

Jackson, D. A.

Kärtner, F. X.

Lee, S. L.

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

Li, X. D.

Lin, C. P.

D. Huang, E. A. 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).
[CrossRef] [PubMed]

Mead, R.

J. A. Nelder and R. Mead, Comput. J. 7, 308 (1965).
[CrossRef]

Morgner, U.

Nelder, J. A.

J. A. Nelder and R. Mead, Comput. J. 7, 308 (1965).
[CrossRef]

Ning, Y. N.

Pitris, C.

Puliafito, C. A.

D. Huang, E. A. 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).
[CrossRef] [PubMed]

Rao, Y. J.

Sattmann, H.

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

Schmitt, J. M.

J. M. Schmitt, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 5, 1205 (1999).
[CrossRef]

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

Schuman, J. S.

D. Huang, E. A. 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).
[CrossRef] [PubMed]

Semenov, A. T.

A. T. Semenov, V. K. Batovrin, I. A. Garmash, V. R. Shidlovsky, M. V. Shramenko, and S. D. Yakubovich, Electron. Lett. 31, 314 (1995).
[CrossRef]

Shidlovsky, V. R.

A. T. Semenov, V. K. Batovrin, I. A. Garmash, V. R. Shidlovsky, M. V. Shramenko, and S. D. Yakubovich, Electron. Lett. 31, 314 (1995).
[CrossRef]

Shramenko, M. V.

A. T. Semenov, V. K. Batovrin, I. A. Garmash, V. R. Shidlovsky, M. V. Shramenko, and S. D. Yakubovich, Electron. Lett. 31, 314 (1995).
[CrossRef]

Stinson, W. G.

D. Huang, E. A. 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).
[CrossRef] [PubMed]

Swanson, E. A.

D. Huang, E. A. 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).
[CrossRef] [PubMed]

Yakubovich, S. D.

A. T. Semenov, V. K. Batovrin, I. A. Garmash, V. R. Shidlovsky, M. V. Shramenko, and S. D. Yakubovich, Electron. Lett. 31, 314 (1995).
[CrossRef]

Yung, K. M.

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

Comput. J. (1)

J. A. Nelder and R. Mead, Comput. J. 7, 308 (1965).
[CrossRef]

Electron. Lett. (1)

A. T. Semenov, V. K. Batovrin, I. A. Garmash, V. R. Shidlovsky, M. V. Shramenko, and S. D. Yakubovich, Electron. Lett. 31, 314 (1995).
[CrossRef]

IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. (1)

J. M. Schmitt, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 5, 1205 (1999).
[CrossRef]

J. Biomed. Opt. (2)

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

A. F. Fercher, J. Biomed. Opt. 2, 157 (1996).
[CrossRef]

Opt. Commun. (1)

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

Opt. Lett. (2)

Science (1)

D. Huang, E. A. 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).
[CrossRef] [PubMed]

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.


Figures (4)

Fig. 1
Fig. 1

AC of the calculated coherence function of a synthesized source.

Fig. 2
Fig. 2

Schematic of the experimental setup: BS’s, beam splitters; PZT, piezoelectric transducer; PD, photodetector; M1, M2, mirrors.

Fig. 3
Fig. 3

Experimentally obtained autocorrelation function of a synthesized source with an optimal intensity ratio for the original sources.

Fig. 4
Fig. 4

Autocorrelation functions of the (a) 700-nm, (b) 730-nm, and (c) 770-nm LED’s.

Equations (4)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

Rx=exp-2ln2x/Lc2cos2πx/λ,
Lc=4ln2πλ2Δλ
Rsx=1i=1NIii=1NIiexp-2ln2xLci2cos2πx/λi,
OI1,I2,,IN;λ1,λ2,,λN;Lc1,Lc2,LcN=1-r×W1I1,I2,,IN;λ1,λ2,,λN;Lc1,Lc2,LcN+rW2I1,I2,,IN;λ1,λ2,,λN;Lc1,Lc2,LcN,

Metrics