Abstract

We demonstrate a novel high-speed polarization-sensitive optical frequency domain imaging system employing high-speed polarization modulation. Rapid and continuous polarization modulation of light prior to illumination of the sample is accomplished by shifting the frequency of one polarization eigenstate by an amount equal to one quarter of the digitization sampling frequency. This approach enables polarization-sensitive imaging with a single detection channel and overcomes artifacts that may arise from temporal variations of the birefringence in fiber-optic imaging probes and spatial variation of birefringence in the sample.

© 2008 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. M. R. Hee, D. Huang, E. A. Swanson, and J. G. Fujimoto, J. Opt. Soc. Am. B 9, 903 (1992).
    [CrossRef]
  2. C. E. Saxer, J. F. de Boer, B. H. Park, Y. H. Zhao, Z. P. Chen, and J. S. Nelson, Opt. Lett. 25, 1355 (2000).
    [CrossRef]
  3. B. Cense, T. C. Chen, B. H. Park, M. C. Pierce, and J. F. de Boer, Opt. Lett. 27, 1610 (2002).
    [CrossRef]
  4. J. Strasswimmer, M. C. Pierce, B. H. Park, V. Neel, and J. F. de Boer, J. Biomed. Opt. 9, 292 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. S. Nadkarni, M. C. Pierce, B. H. Park, J. F. de Boer, E. F. Halpern, S. L. Houser, B. E. Bouma, and G. J. Tearney, J. Am. Coll. Cardiol. 49, 1474 (2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. S. H. Yun, G. J. Tearney, B. J. Vakoc, M. Shishkov, W. Y. Oh, A. E. Desjardins, M. J. Suter, R. C. Chan, J. A. Evans, I. K. Jang, N. S. Nishioka, J. F. de Boer, and B. E. Bouma, Nat. Med. 12, 1429 (2006)
    [CrossRef] [PubMed]
  7. S. H. Yun, G. J. Tearney, J. F. de Boer, N. Iftimia, and B. E. Bouma, Opt. Express 11, 2953 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. W. Y. Oh, S. H. Yun, B. J. Vakoc, G. J. Tearney, and B. E. Bouma, Appl. Phys. Lett. 88, 103902 (2006).
    [CrossRef]
  9. B. H. Park, M. C. Pierce, B. Cense, and J. F. de Boer, Opt. Express 11, 782 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. B. H. Park, M. C. Pierce, B. Cense, and J. F. de Boer, Opt. Lett. 29, 2512 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  11. M. C. Pierce, M. Shishkov, B. H. Park, N. A. Nassif, B. E. Bouma, G. J. Tearney, and J. F. de Boer, Opt. Express 13, 5739 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  12. W. Y. Oh, S. H. Yun, B. J. Vakoc, M. Shishkov, A. E. Desjardins, B. H. Park, J. F. de Boer, G. J. Tearney, and B. E. Bouma, Opt. Express 16, 1096 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. S. H. Yun, G. J. Tearney, J. F. de Boer, and B. E. Bouma, Opt. Express 12, 4822 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. B. H. Park, M. C. Pierce, B. Cense, S. H. Yun, M. Mujat, G. J. Tearney, B. E. Bouma, and J. F. de Boer, Opt. Express 13, 3931 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  15. R. Huber, M. Wojtkowski, and J. G. Fujimoto, Opt. Express 17, 3225 (2006).
    [CrossRef]

2008 (1)

2007 (1)

S. Nadkarni, M. C. Pierce, B. H. Park, J. F. de Boer, E. F. Halpern, S. L. Houser, B. E. Bouma, and G. J. Tearney, J. Am. Coll. Cardiol. 49, 1474 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

2006 (3)

S. H. Yun, G. J. Tearney, B. J. Vakoc, M. Shishkov, W. Y. Oh, A. E. Desjardins, M. J. Suter, R. C. Chan, J. A. Evans, I. K. Jang, N. S. Nishioka, J. F. de Boer, and B. E. Bouma, Nat. Med. 12, 1429 (2006)
[CrossRef] [PubMed]

W. Y. Oh, S. H. Yun, B. J. Vakoc, G. J. Tearney, and B. E. Bouma, Appl. Phys. Lett. 88, 103902 (2006).
[CrossRef]

R. Huber, M. Wojtkowski, and J. G. Fujimoto, Opt. Express 17, 3225 (2006).
[CrossRef]

2005 (2)

2004 (3)

2003 (2)

2002 (1)

2000 (1)

1992 (1)

Bouma, B. E.

Cense, B.

Chan, R. C.

S. H. Yun, G. J. Tearney, B. J. Vakoc, M. Shishkov, W. Y. Oh, A. E. Desjardins, M. J. Suter, R. C. Chan, J. A. Evans, I. K. Jang, N. S. Nishioka, J. F. de Boer, and B. E. Bouma, Nat. Med. 12, 1429 (2006)
[CrossRef] [PubMed]

Chen, T. C.

Chen, Z. P.

de Boer, J. F.

W. Y. Oh, S. H. Yun, B. J. Vakoc, M. Shishkov, A. E. Desjardins, B. H. Park, J. F. de Boer, G. J. Tearney, and B. E. Bouma, Opt. Express 16, 1096 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

S. Nadkarni, M. C. Pierce, B. H. Park, J. F. de Boer, E. F. Halpern, S. L. Houser, B. E. Bouma, and G. J. Tearney, J. Am. Coll. Cardiol. 49, 1474 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

S. H. Yun, G. J. Tearney, B. J. Vakoc, M. Shishkov, W. Y. Oh, A. E. Desjardins, M. J. Suter, R. C. Chan, J. A. Evans, I. K. Jang, N. S. Nishioka, J. F. de Boer, and B. E. Bouma, Nat. Med. 12, 1429 (2006)
[CrossRef] [PubMed]

M. C. Pierce, M. Shishkov, B. H. Park, N. A. Nassif, B. E. Bouma, G. J. Tearney, and J. F. de Boer, Opt. Express 13, 5739 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

B. H. Park, M. C. Pierce, B. Cense, S. H. Yun, M. Mujat, G. J. Tearney, B. E. Bouma, and J. F. de Boer, Opt. Express 13, 3931 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

S. H. Yun, G. J. Tearney, J. F. de Boer, and B. E. Bouma, Opt. Express 12, 4822 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

B. H. Park, M. C. Pierce, B. Cense, and J. F. de Boer, Opt. Lett. 29, 2512 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

J. Strasswimmer, M. C. Pierce, B. H. Park, V. Neel, and J. F. de Boer, J. Biomed. Opt. 9, 292 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

S. H. Yun, G. J. Tearney, J. F. de Boer, N. Iftimia, and B. E. Bouma, Opt. Express 11, 2953 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

B. H. Park, M. C. Pierce, B. Cense, and J. F. de Boer, Opt. Express 11, 782 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

B. Cense, T. C. Chen, B. H. Park, M. C. Pierce, and J. F. de Boer, Opt. Lett. 27, 1610 (2002).
[CrossRef]

C. E. Saxer, J. F. de Boer, B. H. Park, Y. H. Zhao, Z. P. Chen, and J. S. Nelson, Opt. Lett. 25, 1355 (2000).
[CrossRef]

Desjardins, A. E.

W. Y. Oh, S. H. Yun, B. J. Vakoc, M. Shishkov, A. E. Desjardins, B. H. Park, J. F. de Boer, G. J. Tearney, and B. E. Bouma, Opt. Express 16, 1096 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

S. H. Yun, G. J. Tearney, B. J. Vakoc, M. Shishkov, W. Y. Oh, A. E. Desjardins, M. J. Suter, R. C. Chan, J. A. Evans, I. K. Jang, N. S. Nishioka, J. F. de Boer, and B. E. Bouma, Nat. Med. 12, 1429 (2006)
[CrossRef] [PubMed]

Evans, J. A.

S. H. Yun, G. J. Tearney, B. J. Vakoc, M. Shishkov, W. Y. Oh, A. E. Desjardins, M. J. Suter, R. C. Chan, J. A. Evans, I. K. Jang, N. S. Nishioka, J. F. de Boer, and B. E. Bouma, Nat. Med. 12, 1429 (2006)
[CrossRef] [PubMed]

Fujimoto, J. G.

R. Huber, M. Wojtkowski, and J. G. Fujimoto, Opt. Express 17, 3225 (2006).
[CrossRef]

M. R. Hee, D. Huang, E. A. Swanson, and J. G. Fujimoto, J. Opt. Soc. Am. B 9, 903 (1992).
[CrossRef]

Halpern, E. F.

S. Nadkarni, M. C. Pierce, B. H. Park, J. F. de Boer, E. F. Halpern, S. L. Houser, B. E. Bouma, and G. J. Tearney, J. Am. Coll. Cardiol. 49, 1474 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

Hee, M. R.

Houser, S. L.

S. Nadkarni, M. C. Pierce, B. H. Park, J. F. de Boer, E. F. Halpern, S. L. Houser, B. E. Bouma, and G. J. Tearney, J. Am. Coll. Cardiol. 49, 1474 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

Huang, D.

Huber, R.

R. Huber, M. Wojtkowski, and J. G. Fujimoto, Opt. Express 17, 3225 (2006).
[CrossRef]

Iftimia, N.

Jang, I. K.

S. H. Yun, G. J. Tearney, B. J. Vakoc, M. Shishkov, W. Y. Oh, A. E. Desjardins, M. J. Suter, R. C. Chan, J. A. Evans, I. K. Jang, N. S. Nishioka, J. F. de Boer, and B. E. Bouma, Nat. Med. 12, 1429 (2006)
[CrossRef] [PubMed]

Mujat, M.

Nadkarni, S.

S. Nadkarni, M. C. Pierce, B. H. Park, J. F. de Boer, E. F. Halpern, S. L. Houser, B. E. Bouma, and G. J. Tearney, J. Am. Coll. Cardiol. 49, 1474 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

Nassif, N. A.

Neel, V.

J. Strasswimmer, M. C. Pierce, B. H. Park, V. Neel, and J. F. de Boer, J. Biomed. Opt. 9, 292 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Nelson, J. S.

Nishioka, N. S.

S. H. Yun, G. J. Tearney, B. J. Vakoc, M. Shishkov, W. Y. Oh, A. E. Desjardins, M. J. Suter, R. C. Chan, J. A. Evans, I. K. Jang, N. S. Nishioka, J. F. de Boer, and B. E. Bouma, Nat. Med. 12, 1429 (2006)
[CrossRef] [PubMed]

Oh, W. Y.

W. Y. Oh, S. H. Yun, B. J. Vakoc, M. Shishkov, A. E. Desjardins, B. H. Park, J. F. de Boer, G. J. Tearney, and B. E. Bouma, Opt. Express 16, 1096 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

W. Y. Oh, S. H. Yun, B. J. Vakoc, G. J. Tearney, and B. E. Bouma, Appl. Phys. Lett. 88, 103902 (2006).
[CrossRef]

S. H. Yun, G. J. Tearney, B. J. Vakoc, M. Shishkov, W. Y. Oh, A. E. Desjardins, M. J. Suter, R. C. Chan, J. A. Evans, I. K. Jang, N. S. Nishioka, J. F. de Boer, and B. E. Bouma, Nat. Med. 12, 1429 (2006)
[CrossRef] [PubMed]

Park, B. H.

Pierce, M. C.

Saxer, C. E.

Shishkov, M.

Strasswimmer, J.

J. Strasswimmer, M. C. Pierce, B. H. Park, V. Neel, and J. F. de Boer, J. Biomed. Opt. 9, 292 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Suter, M. J.

S. H. Yun, G. J. Tearney, B. J. Vakoc, M. Shishkov, W. Y. Oh, A. E. Desjardins, M. J. Suter, R. C. Chan, J. A. Evans, I. K. Jang, N. S. Nishioka, J. F. de Boer, and B. E. Bouma, Nat. Med. 12, 1429 (2006)
[CrossRef] [PubMed]

Swanson, E. A.

Tearney, G. J.

Vakoc, B. J.

W. Y. Oh, S. H. Yun, B. J. Vakoc, M. Shishkov, A. E. Desjardins, B. H. Park, J. F. de Boer, G. J. Tearney, and B. E. Bouma, Opt. Express 16, 1096 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

W. Y. Oh, S. H. Yun, B. J. Vakoc, G. J. Tearney, and B. E. Bouma, Appl. Phys. Lett. 88, 103902 (2006).
[CrossRef]

S. H. Yun, G. J. Tearney, B. J. Vakoc, M. Shishkov, W. Y. Oh, A. E. Desjardins, M. J. Suter, R. C. Chan, J. A. Evans, I. K. Jang, N. S. Nishioka, J. F. de Boer, and B. E. Bouma, Nat. Med. 12, 1429 (2006)
[CrossRef] [PubMed]

Wojtkowski, M.

R. Huber, M. Wojtkowski, and J. G. Fujimoto, Opt. Express 17, 3225 (2006).
[CrossRef]

Yun, S. H.

Zhao, Y. H.

Appl. Phys. Lett. (1)

W. Y. Oh, S. H. Yun, B. J. Vakoc, G. J. Tearney, and B. E. Bouma, Appl. Phys. Lett. 88, 103902 (2006).
[CrossRef]

J. Am. Coll. Cardiol. (1)

S. Nadkarni, M. C. Pierce, B. H. Park, J. F. de Boer, E. F. Halpern, S. L. Houser, B. E. Bouma, and G. J. Tearney, J. Am. Coll. Cardiol. 49, 1474 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

J. Biomed. Opt. (1)

J. Strasswimmer, M. C. Pierce, B. H. Park, V. Neel, and J. F. de Boer, J. Biomed. Opt. 9, 292 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

J. Opt. Soc. Am. B (1)

Nat. Med. (1)

S. H. Yun, G. J. Tearney, B. J. Vakoc, M. Shishkov, W. Y. Oh, A. E. Desjardins, M. J. Suter, R. C. Chan, J. A. Evans, I. K. Jang, N. S. Nishioka, J. F. de Boer, and B. E. Bouma, Nat. Med. 12, 1429 (2006)
[CrossRef] [PubMed]

Opt. Express (7)

Opt. Lett. (3)

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 PS-OFDI system. FBG, fiber Bragg grating; PC, polarization controller; PBS, polarization beam splitter; FS, frequency shifter; GB, AMTIR glass block; Pol, polarizer; BS, beam splitter; BR, balanced receiver, HS-DAQ, high-speed digitizer.

Fig. 2
Fig. 2

Phase plot and the Poincaré sphere representation. The parameter Δ ϕ x y represents the phase difference between orthogonal components of the light polarization incident on the sample. Gray dots in the phase plot and the Poincaré sphere representation show the polarization states on the sample when the digitizer acquires data; Δ ϕ x y = mod [ ϕ x ϕ y ] .

Fig. 3
Fig. 3

(a) Intensity, (b) phase retardation, and (c) unwrapped phase retardation images of chicken muscle ex vivo. Scale bar, 1 mm .

Fig. 4
Fig. 4

Intensity and phase retardation images of a swine coronary artery ex vivo acquired through the rapidly spinning fiber-optic catheter.

Metrics