Abstract

We have developed an ultrahigh-resolution optical coherence tomographic system in which broadband continuum generation from a photonic crystal fiber is used to produce high longitudinal resolution. Longitudinal resolution of 1.3µm has been achieved in a biological tissue by use of continuum light from 800 to 1400 nm. The system employed a dynamic-focusing tracking method to maintain high lateral resolution over a large imaging depth. Subcellular imaging is demonstrated.

© 2003 Optical Society of America

Full Article  |  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).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. J. M. Schmitt, S. L. Lee, and K. M. Yung, Opt. Commun. 142, 203 (1997).
    [CrossRef]
  3. 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).
    [CrossRef]
  4. R. C. Youngquist, S. Carr, and D. E. N. Davies, Opt. Lett. 12, 158 (1987).
    [CrossRef] [PubMed]
  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. S. A. Boppart, B. E. Bouma, C. Pitris, J. F. Southern, M. E. Brezinski, and J. G. Fujimoto, Nature Med. 4, 861 (1998).
    [CrossRef]
  7. J. K. Ranka, R. S. Windeler, and A. J. Stentz, Opt. Lett. 25, 25 (2000).
    [CrossRef]
  8. I. Hartl, X. D. Li, C. Chudoba, R. K. Ghanta, T. H. Ko, and J. G. Fujimoto, Opt. Lett. 26, 608 (2001).
    [CrossRef]
  9. Z. Chen, T. E. Milner, D. Dave, and J. S. Nelson, Opt. Lett. 22, 64 (1997).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. B. L. Danielson and C. Y. Boisrobert, Appl. Opt. 30, 2975 (1991).
    [CrossRef] [PubMed]

2001 (1)

2000 (1)

1999 (1)

1998 (1)

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

1997 (2)

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

Z. Chen, T. E. Milner, D. Dave, and J. S. Nelson, Opt. Lett. 22, 64 (1997).
[CrossRef] [PubMed]

1995 (1)

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).
[CrossRef]

1991 (2)

B. L. Danielson and C. Y. Boisrobert, Appl. Opt. 30, 2975 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

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).
[CrossRef] [PubMed]

1987 (1)

Boisrobert, C. Y.

Boppart, S. A.

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]

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

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).
[CrossRef]

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).
[CrossRef]

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).
[CrossRef]

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).
[CrossRef]

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).
[CrossRef]

Carr, S.

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).
[CrossRef] [PubMed]

Chen, Z.

Chudoba, C.

Danielson, B. L.

Dave, D.

Davies, D. E. N.

Drexler, W.

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).
[CrossRef] [PubMed]

Fujimoto, J. G.

I. Hartl, X. D. Li, C. Chudoba, R. K. Ghanta, T. H. Ko, and J. G. Fujimoto, Opt. Lett. 26, 608 (2001).
[CrossRef]

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]

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

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).
[CrossRef]

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).
[CrossRef] [PubMed]

Ghanta, R. K.

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).
[CrossRef] [PubMed]

Hartl, I.

Hee, M. R.

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).
[CrossRef]

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).
[CrossRef] [PubMed]

Huang, D.

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).
[CrossRef] [PubMed]

Ippen, E. P.

Kärtner, F. X.

Ko, T. H.

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. 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]

Milner, T. E.

Morgner, U.

Nelson, J. S.

Pitris, C.

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]

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

Puliafito, C. A.

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).
[CrossRef] [PubMed]

Ranka, J. K.

Schmitt, J. M.

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

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).
[CrossRef] [PubMed]

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).
[CrossRef]

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).
[CrossRef]

Stentz, A. J.

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).
[CrossRef] [PubMed]

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).
[CrossRef] [PubMed]

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).
[CrossRef]

Tearney, G. J.

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).
[CrossRef]

Windeler, R. S.

Youngquist, R. C.

Yung, K. M.

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

Appl. Opt. (1)

Nature Med. (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).
[CrossRef]

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

Opt. Commun. (1)

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

Opt. Lett. (5)

Science (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).
[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

Schematic of the ultrahigh-resolution OCT system: M3, wideband cube beam splitter; M1, M2, M4, M5, silver mirrors; F1, long-pass filter; L1, coupling lens; L2, collimated lens; L3, objective lens; P, rectangular prism; D, InGaAs detector; F2, is a neutral-density filter; PCF, photonic crystal fiber; FS, fused-silica prisms.

Fig. 2
Fig. 2

(a) Spectrum of the light source from the crystal fiber after a long-pass filter, (b) interference signal at the photodetector, (c) spectrum calculated by Fourier transformation, (d) interference envelope of the signal shown in (b).

Fig. 3
Fig. 3

OCT image with a 21µm-thick plastic film sample.

Fig. 4
Fig. 4

(a) OCT image of a tadpole for which the dynamic focusing technique was used. Image size, 0.5 mm×1.0 mm. (b) OCT image of the tadpole without dynamic focusing. Image size, 0.5 mm×1.0 mm.

Equations (1)

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

σt=σt01+d2ϕωdω22σω41/2,

Metrics