Abstract

Buffered Fourier domain mode-locked (FDML) lasers are demonstrated for dynamic phase-sensitive optical coherence tomography (OCT) and 3D OCT phase microscopy. Systems are operated at sweep speeds of 42, 117, and 370kHz, and displacement sensitivities of 39, 52, and 102pm are achieved, respectively. Sensitivities are comparable to spectrometer-based OCT phase microscopy systems, but much faster acquisition speeds are possible. An additional factor of 2 improvement in noise performance is observed for differential phase measurements, which is important for Doppler OCT. Dynamic measurements of piezoelectric transducer motion and static 3D OCT phase microscopy are demonstrated. Buffered FDML lasers provide excellent displacement sensitivities at extremely high sweep speeds.

© 2007 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. D. Huang, E. A. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. M. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. Z. Chen, T. E. Milner, D. Dave, and J. S. Nelson, Opt. Lett. 22, 64 (1997).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. M. Sticker, M. Pircher, E. Gotzinger, H. Sattmann, A. F. Fercher, and C. K. Hitzenberger, Opt. Lett. 27, 1126 (2002).
    [CrossRef]
  4. Y. Zhang, B. Cense, J. Rha, R. S. Jonnal, W. Gao, R. J. Zawadzki, J. S. Werner, S. Jones, S. Olivier, and D. T. Miller, Opt. Express 14, 4380 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. R. Huber, D. C. Adler, and J. G. Fujimoto, Opt. Lett. 31, 2975 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. M. A. Choma, A. K. Ellerbee, C. Yang, T. L. Creazzo, and J. A. Izatt, Opt. Lett. 30, 1162 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. C. Joo, T. Akkin, B. Cense, B. H. Park, and J. E. de Boer, Opt. Lett. 30, 2131 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. X. H. Li, T. Yamauchi, H. Iwai, Y. Yamashita, H. J. Zhang, and T. Hiruma, Opt. Lett. 31, 1830 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. M. V. Sarunic, S. Weinberg, and J. A. Izatt, Opt. Lett. 31, 1462 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. B. R. White, M. C. Pierce, N. Nassif, B. Cense, B. H. Park, G. J. Tearney, B. E. Bouma, T. C. Chen, and J. F. de Boer, Opt. Express 11, 3490 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  11. M. A. Choma, A. K. Ellerbee, S. Yazdanfar, and J. A. Izatt, J. Biomed. Opt. 11, 024014 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  12. H. W. Ren and X. D. Li, Opt. Express 14, 6103 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. B. J. Vakoc, S. H. Yun, J. F. de Boer, G. J. Tearney, and B. E. Bouma, Opt. Express 13, 5483 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. R. Huber, M. Wojtkowski, and J. G. Fujimoto, Opt. Express 14, 3225 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  15. R. Huber, M. Wojtkowski, K. Taira, J. G. Fujimoto, and K. Hsu, Opt. Express 13, 3513 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]

2006

2005

2003

2002

1997

1991

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

Adler, D. C.

Akkin, T.

Bouma, B. E.

Cense, B.

Chang, W.

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

Chen, T. C.

Chen, Z.

Choma, M. A.

M. A. Choma, A. K. Ellerbee, S. Yazdanfar, and J. A. Izatt, J. Biomed. Opt. 11, 024014 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

M. A. Choma, A. K. Ellerbee, C. Yang, T. L. Creazzo, and J. A. Izatt, Opt. Lett. 30, 1162 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Creazzo, T. L.

Dave, D.

de Boer, J. E.

de Boer, J. F.

Ellerbee, A. K.

M. A. Choma, A. K. Ellerbee, S. Yazdanfar, and J. A. Izatt, J. Biomed. Opt. 11, 024014 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

M. A. Choma, A. K. Ellerbee, C. Yang, T. L. Creazzo, and J. A. Izatt, Opt. Lett. 30, 1162 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Fercher, A. F.

Flotte, T. M.

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

Fujimoto, J. G.

Gao, W.

Gotzinger, E.

Gregory, K.

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

Hiruma, T.

Hitzenberger, C. K.

Hsu, K.

Huang, D.

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

Huber, R.

Iwai, H.

Izatt, J. A.

Jones, S.

Jonnal, R. S.

Joo, C.

Li, X. D.

Li, X. H.

Lin, C. P.

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

Miller, D. T.

Milner, T. E.

Nassif, N.

Nelson, J. S.

Olivier, S.

Park, B. H.

Pierce, M. C.

Pircher, M.

Puliafito, C. A.

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

Ren, H. W.

Rha, J.

Sarunic, M. V.

Sattmann, H.

Schuman, J. S.

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

Sticker, M.

Stinson, W. G.

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

Taira, K.

Tearney, G. J.

Vakoc, B. J.

Weinberg, S.

Werner, J. S.

White, B. R.

Wojtkowski, M.

Yamashita, Y.

Yamauchi, T.

Yang, C.

Yazdanfar, S.

M. A. Choma, A. K. Ellerbee, S. Yazdanfar, and J. A. Izatt, J. Biomed. Opt. 11, 024014 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Yun, S. H.

Zawadzki, R. J.

Zhang, H. J.

Zhang, Y.

J. Biomed. Opt.

M. A. Choma, A. K. Ellerbee, S. Yazdanfar, and J. A. Izatt, J. Biomed. Opt. 11, 024014 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Opt. Express

Opt. Lett.

Science

D. Huang, E. A. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. M. 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 (3)

Fig. 1
Fig. 1

Setup for phase-sensitive OCT measurements. PD, photodiode; Amp, amplifier.

Fig. 2
Fig. 2

Measured displacement sensitivities for conventional swept laser at 2 kHz sweep rate and buffered FDML laser at 117 kHz sweep rate.

Fig. 3
Fig. 3

Dynamic measurement of PZT motion (top) and 3D measurement of glass coverslip surface (bottom) using buffered FDML laser at 117 kHz sweep rate.

Tables (1)

Tables Icon

Table 1 Displacement Sensitivity Using Conventional and FDML Lasers

Metrics