Abstract

We present a fiber based multifunctional Jones matrix swept source optical coherence tomography (SS-OCT) system for Doppler and polarization imaging. Jones matrix measurement without using active components such as electro-optic modulators is realized by incident polarization multiplexing based on independent delay of two orthogonal polarization states and polarization diversity detection. In addition to polarization sensitivity, this system measures Doppler flow without extra hardware for phase stabilized SS-OCT detection. An eighth-wave plate was measured to demonstrate the polarization detection accuracy. The optic nerve head of a retina was measured in vivo. Detailed vasculature and birefringent structures were investigated simultaneously.

© 2012 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. C. E. Saxer, J. F. de Boer, B. H. Park, Y. Zhao, Z. Chen, and J. S. Nelson, Opt. Lett. 25, 1355 (2000).
    [CrossRef]
  2. Y. Zhao, Z. Chen, C. Saxer, S. Xiang, J. F. de Boer, and J. S. Nelson, Opt. Lett. 25, 114 (2000).
    [CrossRef]
  3. A. Miyazawa, M. Yamanari, S. Makita, M. Miura, K. Kawana, K. Iwaya, H. Goto, and Y. Yasuno, Opt. Express 17, 17426 (2009).
    [CrossRef]
  4. J. Flammer, S. Orgul, V. P. Costa, N. Orzalesi, G. K. Krieglstein, L. M. Serra, J.-P. Renard, and E. Stefansson, Prog. Retin. Eye Res. 21, 359 (2002).
    [CrossRef]
  5. B. J. Vakoc, R. M. Lanning, J. A. Tyrrell, T. P. Padera, L. A. Bartlett, T. Stylianopoulos, L. L. Munn, G. J. Tearney, D. Fukumura, R. K. Jain, and B. E. Bouma, Nat. Med. 15, 1219 (2009).
    [CrossRef]
  6. M. Yamanari, S. Makita, and Y. Yasuno, Opt. Express 16, 5892 (2008).
    [CrossRef]
  7. B. Potsaid, B. Baumann, D. Huang, S. Barry, A. E. Cable, J. S. Schuman, J. S. Duker, and J. G. Fujimoto, Opt. Express 18, 20029 (2010).
    [CrossRef]
  8. B. H. Park, M. C. Pierce, B. Cense, and J. F. de Boer, Opt. Lett. 29, 2512 (2004).
    [CrossRef]
  9. Y. Hong, S. Makita, F. Jaillon, M. J. Ju, E. J. Min, B. H. Lee, M. Itoh, M. Miura, and Y. Yasuno, Opt. Express 20, 2740 (2012).
    [CrossRef]
  10. S. Makita, Y. Hong, M. Yamanari, T. Yatagai, and Y. Yasuno, Opt. Express 14, 7821 (2006).
    [CrossRef]
  11. Y. Lim, M. Yamanari, S. Fukuda, Y. Kaji, T. Kiuchi, M. Miura, T. Oshika, and Y. Yasuno, Biomed. Opt. Express 2, 2392 (2011).
    [CrossRef]
  12. M. Yamanari, M. Miura, S. Makita, T. Yatagai, and Y. Yasuno, J. Biomed. Opt. 13, 014013 (2008).
    [CrossRef]
  13. K. H. Kim, B. H. Park, Y. Tu, Y. Hasan, B. L. Lee, J. Li, and J. F. de Boer, Opt. Express 19, 552 (2011).
    [CrossRef]

2012

2011

2010

2009

B. J. Vakoc, R. M. Lanning, J. A. Tyrrell, T. P. Padera, L. A. Bartlett, T. Stylianopoulos, L. L. Munn, G. J. Tearney, D. Fukumura, R. K. Jain, and B. E. Bouma, Nat. Med. 15, 1219 (2009).
[CrossRef]

A. Miyazawa, M. Yamanari, S. Makita, M. Miura, K. Kawana, K. Iwaya, H. Goto, and Y. Yasuno, Opt. Express 17, 17426 (2009).
[CrossRef]

2008

M. Yamanari, S. Makita, and Y. Yasuno, Opt. Express 16, 5892 (2008).
[CrossRef]

M. Yamanari, M. Miura, S. Makita, T. Yatagai, and Y. Yasuno, J. Biomed. Opt. 13, 014013 (2008).
[CrossRef]

2006

2004

2002

J. Flammer, S. Orgul, V. P. Costa, N. Orzalesi, G. K. Krieglstein, L. M. Serra, J.-P. Renard, and E. Stefansson, Prog. Retin. Eye Res. 21, 359 (2002).
[CrossRef]

2000

Barry, S.

Bartlett, L. A.

B. J. Vakoc, R. M. Lanning, J. A. Tyrrell, T. P. Padera, L. A. Bartlett, T. Stylianopoulos, L. L. Munn, G. J. Tearney, D. Fukumura, R. K. Jain, and B. E. Bouma, Nat. Med. 15, 1219 (2009).
[CrossRef]

Baumann, B.

Bouma, B. E.

B. J. Vakoc, R. M. Lanning, J. A. Tyrrell, T. P. Padera, L. A. Bartlett, T. Stylianopoulos, L. L. Munn, G. J. Tearney, D. Fukumura, R. K. Jain, and B. E. Bouma, Nat. Med. 15, 1219 (2009).
[CrossRef]

Cable, A. E.

Cense, B.

Chen, Z.

Costa, V. P.

J. Flammer, S. Orgul, V. P. Costa, N. Orzalesi, G. K. Krieglstein, L. M. Serra, J.-P. Renard, and E. Stefansson, Prog. Retin. Eye Res. 21, 359 (2002).
[CrossRef]

de Boer, J. F.

Duker, J. S.

Flammer, J.

J. Flammer, S. Orgul, V. P. Costa, N. Orzalesi, G. K. Krieglstein, L. M. Serra, J.-P. Renard, and E. Stefansson, Prog. Retin. Eye Res. 21, 359 (2002).
[CrossRef]

Fujimoto, J. G.

Fukuda, S.

Fukumura, D.

B. J. Vakoc, R. M. Lanning, J. A. Tyrrell, T. P. Padera, L. A. Bartlett, T. Stylianopoulos, L. L. Munn, G. J. Tearney, D. Fukumura, R. K. Jain, and B. E. Bouma, Nat. Med. 15, 1219 (2009).
[CrossRef]

Goto, H.

Hasan, Y.

Hong, Y.

Huang, D.

Itoh, M.

Iwaya, K.

Jaillon, F.

Jain, R. K.

B. J. Vakoc, R. M. Lanning, J. A. Tyrrell, T. P. Padera, L. A. Bartlett, T. Stylianopoulos, L. L. Munn, G. J. Tearney, D. Fukumura, R. K. Jain, and B. E. Bouma, Nat. Med. 15, 1219 (2009).
[CrossRef]

Ju, M. J.

Kaji, Y.

Kawana, K.

Kim, K. H.

Kiuchi, T.

Krieglstein, G. K.

J. Flammer, S. Orgul, V. P. Costa, N. Orzalesi, G. K. Krieglstein, L. M. Serra, J.-P. Renard, and E. Stefansson, Prog. Retin. Eye Res. 21, 359 (2002).
[CrossRef]

Lanning, R. M.

B. J. Vakoc, R. M. Lanning, J. A. Tyrrell, T. P. Padera, L. A. Bartlett, T. Stylianopoulos, L. L. Munn, G. J. Tearney, D. Fukumura, R. K. Jain, and B. E. Bouma, Nat. Med. 15, 1219 (2009).
[CrossRef]

Lee, B. H.

Lee, B. L.

Li, J.

Lim, Y.

Makita, S.

Min, E. J.

Miura, M.

Miyazawa, A.

Munn, L. L.

B. J. Vakoc, R. M. Lanning, J. A. Tyrrell, T. P. Padera, L. A. Bartlett, T. Stylianopoulos, L. L. Munn, G. J. Tearney, D. Fukumura, R. K. Jain, and B. E. Bouma, Nat. Med. 15, 1219 (2009).
[CrossRef]

Nelson, J. S.

Orgul, S.

J. Flammer, S. Orgul, V. P. Costa, N. Orzalesi, G. K. Krieglstein, L. M. Serra, J.-P. Renard, and E. Stefansson, Prog. Retin. Eye Res. 21, 359 (2002).
[CrossRef]

Orzalesi, N.

J. Flammer, S. Orgul, V. P. Costa, N. Orzalesi, G. K. Krieglstein, L. M. Serra, J.-P. Renard, and E. Stefansson, Prog. Retin. Eye Res. 21, 359 (2002).
[CrossRef]

Oshika, T.

Padera, T. P.

B. J. Vakoc, R. M. Lanning, J. A. Tyrrell, T. P. Padera, L. A. Bartlett, T. Stylianopoulos, L. L. Munn, G. J. Tearney, D. Fukumura, R. K. Jain, and B. E. Bouma, Nat. Med. 15, 1219 (2009).
[CrossRef]

Park, B. H.

Pierce, M. C.

Potsaid, B.

Renard, J.-P.

J. Flammer, S. Orgul, V. P. Costa, N. Orzalesi, G. K. Krieglstein, L. M. Serra, J.-P. Renard, and E. Stefansson, Prog. Retin. Eye Res. 21, 359 (2002).
[CrossRef]

Saxer, C.

Saxer, C. E.

Schuman, J. S.

Serra, L. M.

J. Flammer, S. Orgul, V. P. Costa, N. Orzalesi, G. K. Krieglstein, L. M. Serra, J.-P. Renard, and E. Stefansson, Prog. Retin. Eye Res. 21, 359 (2002).
[CrossRef]

Stefansson, E.

J. Flammer, S. Orgul, V. P. Costa, N. Orzalesi, G. K. Krieglstein, L. M. Serra, J.-P. Renard, and E. Stefansson, Prog. Retin. Eye Res. 21, 359 (2002).
[CrossRef]

Stylianopoulos, T.

B. J. Vakoc, R. M. Lanning, J. A. Tyrrell, T. P. Padera, L. A. Bartlett, T. Stylianopoulos, L. L. Munn, G. J. Tearney, D. Fukumura, R. K. Jain, and B. E. Bouma, Nat. Med. 15, 1219 (2009).
[CrossRef]

Tearney, G. J.

B. J. Vakoc, R. M. Lanning, J. A. Tyrrell, T. P. Padera, L. A. Bartlett, T. Stylianopoulos, L. L. Munn, G. J. Tearney, D. Fukumura, R. K. Jain, and B. E. Bouma, Nat. Med. 15, 1219 (2009).
[CrossRef]

Tu, Y.

Tyrrell, J. A.

B. J. Vakoc, R. M. Lanning, J. A. Tyrrell, T. P. Padera, L. A. Bartlett, T. Stylianopoulos, L. L. Munn, G. J. Tearney, D. Fukumura, R. K. Jain, and B. E. Bouma, Nat. Med. 15, 1219 (2009).
[CrossRef]

Vakoc, B. J.

B. J. Vakoc, R. M. Lanning, J. A. Tyrrell, T. P. Padera, L. A. Bartlett, T. Stylianopoulos, L. L. Munn, G. J. Tearney, D. Fukumura, R. K. Jain, and B. E. Bouma, Nat. Med. 15, 1219 (2009).
[CrossRef]

Xiang, S.

Yamanari, M.

Yasuno, Y.

Yatagai, T.

M. Yamanari, M. Miura, S. Makita, T. Yatagai, and Y. Yasuno, J. Biomed. Opt. 13, 014013 (2008).
[CrossRef]

S. Makita, Y. Hong, M. Yamanari, T. Yatagai, and Y. Yasuno, Opt. Express 14, 7821 (2006).
[CrossRef]

Zhao, Y.

Biomed. Opt. Express

J. Biomed. Opt.

M. Yamanari, M. Miura, S. Makita, T. Yatagai, and Y. Yasuno, J. Biomed. Opt. 13, 014013 (2008).
[CrossRef]

Nat. Med.

B. J. Vakoc, R. M. Lanning, J. A. Tyrrell, T. P. Padera, L. A. Bartlett, T. Stylianopoulos, L. L. Munn, G. J. Tearney, D. Fukumura, R. K. Jain, and B. E. Bouma, Nat. Med. 15, 1219 (2009).
[CrossRef]

Opt. Express

Opt. Lett.

Prog. Retin. Eye Res.

J. Flammer, S. Orgul, V. P. Costa, N. Orzalesi, G. K. Krieglstein, L. M. Serra, J.-P. Renard, and E. Stefansson, Prog. Retin. Eye Res. 21, 359 (2002).
[CrossRef]

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.

Scheme of the MF-OCT. A/D, Analog-to-digital converter; BS, beam splitter; FC, fiber collimator; PBS, polarization beam splitter; PC, polarization controller; P, polarizer.

Fig. 2.
Fig. 2.

Measured phase retardation, and relative orientation of an eighth-wave plate.

Fig. 3.
Fig. 3.

En face images of (a) intensity, (b) phase retardation, and (c) power of Doppler shift, of an optic nerve head. (d) Magnified image of the square area in (c). (e) Intensity and (f) phase retardation cross section taken from the dashed line in (a).

Equations (6)

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

E0=[10]+[0eikζ]=[1eikζ],
Jmeasured=JoutJsampleJin[J11J12J21J22].
{Esamp=ESJmeasuredE0eikzsampEref=ER[11]eikzref,
{Esamp,h=ES(J11+J12eikζ)eikzsampEref,h=EReikzref.
I˜h(ΔZ)J11·δ(zΔz)+J12·δ(z(Δz+ζ)).
I˜v(ΔZ)J21·δ(zΔz)+J22·δ(z(Δz+ζ)).

Metrics