X. Ji, D. Mojahed, Y. Okawachi, A. L. Gaeta, C. P. Hendon, M. Lipson, Millimeter-scale chip–based supercontinuum generation for optical coherence tomography. Sci. Adv., doi: 10.1126/sciadv.abg8869 (2021).
研究问题和目标
现有光学相干断层扫描（OCT）系统的存在一定的限制，特别是基于商用光纤（比如silica）的超连续光源需要高泵浦功率和复杂的光学滤波过程，这导致了OCT系统只能获得较为有限的灵敏度和成像深度。因为，这项研究的目标是开发一种用于OCT成像的超连续光源，这种光源紧凑、高效，无需后滤波，同时可以提高OCT成像的灵敏度和深度。
研究方法
在这项研究中，研究人员采用氮化硅光子芯片作为超连续光源的平台（外接了一个4mW的泵浦激光器），利用其高折射率、高非线性参数和宽透明窗口，无需额外光学滤波，即可实现在1300 nm附近的高效超连续光源。此外，该芯片允许色散定制，意味着它也可以生成其他波段的超连续光源（例如850nm, 1060 nm）。
主要成果
该研究成功地在1毫米x1毫米的氮化硅光子芯片上展示了一种超连续光源，只需在样品上施加300微瓦的光功率，就能在28kHz的A线速率下实现105dB的灵敏度和1.81毫米的6dB灵敏度衰减。这比商用超连续光源系统和最先进的基于ANDi光纤超连续SD-OCT系统有显著的改进。
可能的限制
作者没有明确指出该项研究的限制。但是，在成像演示中，OCT扫描速度相对较慢（28 kHz），样品上的功率只有300微瓦。这可能是由源提供的低功率限制的；否则，图像质量可能会进一步提高。
潜在影响
本项研究中，作者提出了一种紧凑、高效的用于OCT的超连续光源，这可能有助于便携式OCT系统的发展；进一步，若将集成光子学（如微型干涉仪和光谱仪等）融入光学成像技术，本文的研究将对医学成像领域产生重大影响。
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