基于OCT成像技术对常见陶瓷文物断面结构的无损分析
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激光选区熔化成形层的光学相干层析成像(oct)方法摘要:一、引言二、激光选区熔化成形层的光学相干层析成像(OCT)方法原理1.光学相干层析成像技术简介2.激光选区熔化工艺简介3.激光选区熔化成形层的光学相干层析成像方法结合两者优势三、激光选区熔化成形层的光学相干层析成像(OCT)方法应用1.成形层内部结构检测2.成形层表面形貌监测3.成形过程中缺陷检测与控制4.成形参数优化与质量评估四、激光选区熔化成形层的光学相干层析成像(OCT)方法的优势与前景1.高分辨率与高成像速度2.无损检测与实时监测3.适用于多种材料及复杂结构件成形过程监测4.降低生产成本与提高产品质量五、结论正文:一、引言激光选区熔化成形(SLM)作为一种先进的金属增材制造技术,近年来在我国得到了广泛的研究与应用。
然而,在实际生产过程中,对成形件内部结构和表面形貌的实时监测及缺陷控制仍存在一定挑战。
光学相干层析成像(OCT)技术作为一种高分辨率、高成像速度的非接触式成像技术,为实现激光选区熔化成形过程的实时监测提供了新思路。
本文将介绍激光选区熔化成形层的光学相干层析成像方法,并探讨其在成形过程中的应用及优势。
二、激光选区熔化成形层的光学相干层析成像(OCT)方法原理1.光学相干层析成像技术简介光学相干层析成像(OCT)技术是一种基于光学干涉原理的成像方法,通过对样品的光学性质进行分层扫描,实现对样品内部结构的高分辨率成像。
OCT技术具有非接触、无损、实时等特点,适用于多种材料的三维成像检测。
2.激光选区熔化工艺简介激光选区熔化(SLM)是一种先进的金属增材制造技术,通过逐层熔化并堆叠金属粉末,实现对复杂零件的成形。
SLM工艺具有高精度、高强度、个性化定制等优点,广泛应用于航空航天、汽车、医疗等领域。
3.激光选区熔化成形层的光学相干层析成像方法结合两者优势将光学相干层析成像技术应用于激光选区熔化成形过程,可以实现对成形层内部结构、表面形貌的实时监测,以及对成形过程中缺陷的检测与控制。
光学技术在文化遗产保护中的作用如何文化遗产是人类文明的瑰宝,承载着历史、艺术、科学和社会价值。
然而,时间的侵蚀、人为的破坏以及环境的影响,使得文化遗产面临着严峻的保护挑战。
在众多的保护手段中,光学技术正逐渐展现出其独特且不可或缺的作用。
光学技术为文化遗产的检测和诊断提供了精确的工具。
比如,高分辨率的光学成像技术,能够以非接触、无损的方式获取文化遗产表面的细微结构和特征。
这对于那些脆弱的、易损的文物来说,无疑是一种理想的检测手段。
通过光学显微镜,我们可以清晰地看到文物表面的纹理、颜料的分布以及细微的损伤痕迹。
而电子扫描显微镜则能够深入到微观层面,揭示材料的晶体结构、元素组成等信息,帮助我们了解文物的制作工艺和材质特性。
在壁画的保护中,光学技术更是发挥了重要作用。
多光谱成像技术可以穿透表面的污垢和覆盖层,展现出隐藏在下面的原始图像。
这对于修复和研究古代壁画的创作过程、风格演变具有极其重要的意义。
例如,通过不同波长的光照射,能够区分出不同的颜料成分,从而了解画家当时所使用的颜料来源和配方。
此外,光学相干断层扫描技术(OCT)为文物的内部结构检测提供了可能。
对于一些立体的文物,如雕塑、陶瓷等,传统的检测方法往往难以获取其内部的信息。
而 OCT 技术就像给文物做了一个“CT 扫描”,能够清晰地呈现出物体内部的分层结构、缺陷以及隐藏的修复痕迹。
这有助于评估文物的保存状况,为制定合理的保护方案提供依据。
光学技术在文化遗产的修复工作中也扮演着关键角色。
激光清洗技术就是其中的一项重要应用。
激光具有高能量、高方向性和高单色性的特点,能够精确地去除文物表面的污垢、锈蚀和老化的涂层,而不会对文物本体造成损害。
与传统的化学清洗方法相比,激光清洗更加环保、可控,并且能够避免化学试剂对文物的潜在危害。
在文物的色彩修复方面,基于光学原理的颜色测量和分析技术发挥了重要作用。
通过精确测量文物表面的颜色参数,如色相、饱和度和明度,结合历史资料和艺术风格的研究,可以还原出文物原本的色彩面貌。
文物保护中的光学技术应用文物是人类文明的重要遗产,承载着历史、文化和艺术的珍贵信息。
然而,由于时间的侵蚀、环境的影响以及人为因素,许多文物面临着损坏和退化的威胁。
为了更好地保护和研究文物,各种先进的技术手段被应用其中,光学技术便是其中的重要一员。
光学技术在文物保护中的应用范围广泛,从文物的无损检测、分析鉴定到修复和展示,都发挥着不可或缺的作用。
无损检测是文物保护的首要环节,旨在在不损害文物的前提下获取其内部结构和表面状况的信息。
其中,X 射线成像技术是常用的方法之一。
通过 X 射线穿透文物,我们可以得到文物内部的结构图像,比如青铜器内部的铸造缺陷、书画作品中的夹层结构等。
这种技术能够帮助我们发现隐藏在文物内部的问题,为后续的保护措施提供依据。
光学相干断层扫描技术(OCT)也是一种先进的无损检测手段。
它能够以高分辨率对文物的表面和浅层结构进行三维成像,清晰地呈现出文物表面的细微损伤、涂层的厚度和结构等信息。
例如,在对古代壁画的检测中,OCT 可以揭示壁画颜料层的厚度变化、脱落情况以及底层墙体的状况,为壁画的保护和修复提供精确的数据支持。
在文物的分析鉴定方面,光谱技术有着重要的地位。
拉曼光谱技术通过测量文物材料分子的振动和转动能级,能够准确地鉴定文物的材质和成分。
比如,对于古代陶瓷的分析,拉曼光谱可以确定陶瓷的原料组成、烧制温度以及釉层的成分,从而判断其产地、年代和制作工艺。
此外,荧光光谱技术也在文物鉴定中发挥着作用。
一些文物材料在特定波长的光激发下会发出荧光,通过分析荧光光谱的特征,可以鉴别文物的真伪和老化程度。
例如,对于古代书画作品,荧光光谱可以检测出纸张和颜料中的荧光物质,帮助判断纸张的年代和颜料的来源。
在文物修复过程中,光学技术同样大显身手。
显微镜技术使修复师能够在微观层面观察文物的细节,精确地进行修复操作。
比如,在修复古代金属器物时,修复师可以借助显微镜清晰地看到金属表面的锈蚀情况和微观结构,从而选择合适的修复方法和材料。
oct检查报告【OCT检查报告】概述:OCT(Optical Coherence Tomography)光学相干断层扫描技术,是一项高分辨率、非侵入性的成像技术,能够提供视网膜和视神经的显微解剖结构信息。
本文将对某患者进行的OCT检查结果进行分析和总结。
一、基本信息:患者姓名:XX 患者年龄:XX 性别:XX检查日期:XXXX年XX月XX日检查医生:XX二、检查结果:1. 视网膜OCT:视网膜OCT图像显示,患者的视网膜层次结构清晰可见,未观察到明显异常。
采用OCT扫描量化分析,测得患者平均中心凹厚度为XXXum,中心点厚度为XXXum。
2. 视神经OCT:视神经OCT显示,患者的视神经结构完整,视神经盘边界光滑,杯盘比例正常。
采用OCT扫描量化分析,测得患者杯盘比例为XXXX。
三、分析与解读:根据患者的OCT检查结果,可以得出以下结论:1. 患者的视网膜层次结构清晰可见,排除视网膜病变的可能性。
2. 患者的中心凹厚度和中心点厚度指标处于正常范围内,说明其中央视力保持较好。
3. 患者的视神经结构和杯盘比例正常,暗示其视神经功能正常。
四、建议与注意事项:结合患者的OCT检查结果,医生对患者提出以下建议和注意事项:1. 定期进行OCT检查,以监测视网膜和视神经的变化情况;2. 减少用眼时间,定时休息,避免过度疲劳;3. 合理饮食,注意摄取富含维生素和抗氧化剂的食物;4. 定期眼科体检,及时就诊处理任何眼部不适症状。
结语:OCT检查是一项非常重要的检查手段,能够帮助医生对患者的视网膜和视神经进行定量化评估。
通过本次OCT检查报告,医生对患者的眼部情况有了全面了解,并依此提出了相应的建议和注意事项,希望患者能够按照医生的指导进行治疗和生活上的调整,以保持眼部健康。
(本报告仅供参考,最终诊断请咨询专业医生。
)。
光学相干断层扫描显微镜技术研究与应用光学相干断层扫描显微镜(Optical Coherence Tomography, OCT)是近年来发展迅速的一种非接触、非侵入式的光学成像技术。
该技术基于光的干涉原理,可以获得样品深度方向上的高分辨率断层图像,广泛应用于医学、生物学、材料科学等领域。
一、技术原理OCT基于背散射光所提供的信号,通过测量光的相位信息,实现了深度成像。
在OCT系统中,采用宽光谱光源照射待检测样品,经过严格的光学系统光路径设计,将样品反射或散射回来的光与参考光干涉,通过变化的干涉模式,获取样品反射率与散射率等光学参数信息,进而得到高分辨率的断层图像。
二、技术发展OCT技术自20世纪90年代初期被提出以来,经历了多个阶段的发展。
早期的OCT系统主要应用于眼科诊断领域,用于人眼各种疾病的非接触式成像,如视网膜剥离、玻璃体积血等。
进入21世纪后,随着红外光源、数字控制技术和高速计算机等诸多技术的发展,OCT技术得以进一步优化和提升,其分辨率和成像速度得到了极大的提高。
近年来,OCT技术在皮肤科、口腔科、心脏和血管研究等领域也得到了广泛应用。
三、技术特点OCT技术具有非接触式、非侵入式、高分辨率、高灵敏度、快速成像、无需标记等优点,在医学、生物学、材料科学等领域有广泛应用。
除了医学成像以外,OCT技术还可以应用于材料和化学领域的微纳结构表征和实时无损质量检测。
四、技术应用1.医学领域OCT技术被广泛应用于医学诊断领域,如眼科、皮肤科、口腔科等领域的成像和诊断。
它可以通过获取反射和散射信号,对生物组织结构的信息进行展示和分析,发现体表和体内的病变,并对此进行追踪,对病情的治疗和观察具有非常重要的意义。
2.材料科学领域OCT技术在材料科学领域中有广泛的应用,包括金属、聚合物、陶瓷、纤维等材料的微观组织结构观察,表面形貌的表征,以及储能器件、半导体器件等电子器件内部结构的检测等方面。
总之,光学相干断层扫描显微镜技术是一种非常重要的成像技术,已经在医学、生物、材料等领域得到广泛应用。
oct花键标准-概述说明以及解释1.引言在1.1 概述部分,我们将介绍本文将要讨论的主题:OCT花键标准。
OCT,全称为光学相干断层扫描术,是一种非侵入性的检测技术,常用于医学领域,特别是眼科领域。
在本文中,我们将重点探讨OCT花键标准的定义、背景、重要性、应用领域以及未来发展方向。
通过对OCT花键标准的深入研究,我们可以更好地了解其在医疗诊断、疾病预防和治疗等方面的作用,为相关领域的发展提供重要的指导和支持。
通过本文的阐述,读者将对OCT花键标准有更深入的了解,从而为相关研究和实践提供有益的参考和指导。
1.2 文章结构本文将从三个方面展开对OCT花键标准的探讨。
首先,在引言部分,将简要概述OCT花键标准的定义和背景,介绍文章的结构和写作目的。
其次,在正文部分,将详细阐述OCT花键标准的定义和背景,探讨其在化学领域中的重要性,并分析其在不同应用领域的具体作用。
最后,在结论部分,将总结OCT花键标准的意义,展望其未来发展,并得出结论。
通过以上结构,本文旨在全面、深入地探讨OCT花键标准,为读者提供对该标准的全面了解和深入认识。
1.3 目的本文的目的在于介绍和探讨OCT花键标准在化学领域的重要性和应用价值。
通过深入分析OCT花键标准的定义、背景及其在化学领域的应用,旨在让读者对该标准有更清晰的认识和理解。
同时,本文旨在强调OCT花键标准在化学研究和应用中的作用,为相关领域的研究人员提供参考和指导,推动该标准在实践中的应用和推广。
通过本文的介绍和讨论,读者将更加深入地了解OCT花键标准的价值和意义,为相关领域的发展和应用提供有益启示和帮助。
2.正文2.1 OCT花键标准的定义和背景OCT花键标准是一种用于描述和定义光学相干断层扫描(OCT)图像中的花键结构的标准。
在OCT图像分析中,花键结构通常指的是图像中呈现出的交叉和重叠的光影区域,这些区域对于解释和诊断眼部疾病具有重要意义。
随着OCT技术在眼科领域的广泛应用,对于对花键结构的准确定义和描述变得愈发迫切。
光热相位光学相干层析成像技术理论说明1. 引言1.1 概述光热相位光学相干层析成像技术,简称光热OCT(Optical Coherence Tomography),是一种利用光的干涉原理进行高分辨率显微成像的无损检测技术。
它结合了传统的光学相干层析成像(OCT)和光热效应,可以提供细胞级别的组织结构及功能信息。
这项技术具有非侵入性、高分辨率、实时性等优点,因此在医学、生物科学和材料科学等领域得到广泛应用。
1.2 文章结构本文将首先介绍光热相位光学相干层析成像技术的基本原理,在此基础上探讨其技术发展历程,并分析其在不同领域中的应用前景。
其次,我们将详细介绍实验方法和数据分析过程,包括实验设备和材料、数据采集与处理方法以及计算机模拟与仿真技术的应用。
最后,通过对研究结果进行总结,我们将进一步讨论该技术的创新点以及存在的不足之处,并展望未来针对这些问题的研究方向。
1.3 目的本文的目的是全面阐述光热相位光学相干层析成像技术及其应用领域,在理论上提供相关知识和深入了解该技术在各领域中所取得的突破和发展。
通过对实验方法和数据分析的介绍,读者能够了解这项技术的操作流程并掌握从原始数据到成像结果之间的处理过程。
最后,我们希望通过对该技术创新点与不足之处以及未来研究方向的探讨,为进一步推动该领域的发展提供有价值的参考。
以上就是引言部分内容,接下来将进入正文部分。
2. 正文光热相位光学相干层析成像技术是一种基于光学相干层析成像(OCI)和光热效应的新型成像技术,具有非接触、无辐射、高分辨率等特点,并且适用于多种材料的表面和内部结构成像。
本节将从该技术的原理、发展历程以及应用领域与前景三个方面进行详细阐述。
2.1 基本原理光热相位光学相干层析成像技术是通过照射样品表面的激光束,利用光热效应产生的温度变化来探测样品内部结构信息。
在激光照射下,样品吸收能量并发生温升,导致局部折射率发生变化,从而改变了透射或反射的相位信息。
光学相干断层扫描技术在医疗诊断中的应用一、绪论随着医学技术的不断发展,医疗诊断越来越依赖于高精度的成像技术。
其中,光学相干断层扫描技术(简称OCT)作为一种无创、高分辨率的成像技术,近年来在医疗诊断中得到了广泛应用。
本文将从OCT的基本原理出发,介绍其在眼科、皮肤病、心血管疾病、神经疾病及牙科等领域中的应用。
二、OCT的基本原理OCT技术借鉴了光学干涉术的原理,其主要思想是通过光学干涉的方式来实现对样品内部结构的无损检测。
OCT所使用的光源通常采用低相干性的光源,例如激光器或者白光LED等。
通过将光源分为两个光路,一个为参考光路,一个为样品光路。
两个光路重新合并后,产生干涉光,进而可以得到样品内部结构的信息。
三、OCT在眼科领域的应用OCT技术最初就是用来在眼科领域进行成像。
通过OCT技术,医生可以获得视网膜的三维结构,进而进行病变的检测。
例如,OCT可以检测到黄斑部病变、青光眼、白内障等眼科疾病。
但是根据不同的检测需要,需要选择不同的OCT技术。
例如,频率域OCT可以获得较高的成像速度,而时间域OCT则可以获得更高的成像分辨率。
四、OCT在皮肤病领域的应用皮肤病检测是一个常见的医疗需求,在这个领域中,OCT同样具备很强的检测能力。
例如,OCT可以用来检测皮肤色素病、皮肤癌等病变。
在皮肤检测中,OCT的使用成本比较低,而且能够非常方便地对皮肤表面结构进行扫描。
五、OCT在心血管疾病领域的应用心血管疾病是一个全球性的健康问题,如何进行及早的检测和治疗显得尤为重要。
在心血管疾病领域中,OCT也可以用来进行病变的检测。
例如,OCT可以用来检测冠状动脉狭窄、动脉粥样硬化等病变。
在这些应用场景中,OCT的分辨率非常高,可以帮助医生发现病变的细节,并对病变进行精确分析。
六、OCT在神经疾病领域的应用在神经疾病的诊断中,OCT同样具备出色的性能。
例如,通过OCT技术,医生可以获得神经纤维的三维结构,并对神经纤维损伤的情况进行评估。
谱域OCT技术在非球面镜面型测量中的应用作者:简恩霖肖红军张芷芊杨皓桦吴南寿曾亚光来源:《现代信息科技》2024年第09期摘要:大多数光学系统都会用到光学透镜,球面镜、非球面镜在光学系统中的合理运用可使系统的成像深度更大,成像分辨率更高。
同时对光学透镜的生产和检测提出了更高的技术要求。
传统非球面镜检测方法一般是容易对镜面造成损坏的接触式测量以及测量时间长、检测口径有限的轮廓仪检测法。
为此,文章提出一种基于谱域OCT技术的非接触式测量方法,解决了OCT在扫描高透光的非球面透镜时,透镜表面不规则散射光导致难以成像的问题,可以快速高效地对非球面透镜进行扫描成像,通过对采集到的图像数据进行面型拟合,进而计算出非球面镜的面型参数,包括非球面半径和非球面系数,为非球面镜的检测提供一种准确高效、无镜面损伤风险的技术支持。
关键词:谱域OCT;非球面镜;面型检测中图分类号:TP391.4 文献标识码:A 文章编号:2096-4706(2024)09-0058-04Application of Spectral Domain OCT Technology in Aspherical LensSurface MeasurementJIAN Enlin1, XIAO Hongjun1, ZHANG Zhiqian2, YANG Haohua2, WU Nanshou2,ZENG Yaguang2(1.School of Mechatronic Engineering and Automation, Foshan University, Foshan 528225, China;2.School of Physics and Optoelectronic Engineering, Foshan University, Foshan 528231,China)Abstract: Most optical systems use optical lens, and the reasonable use of spherical and aspherical lens in optical systems can increase the imaging depth and resolution of the system. At the same time, higher technical requirements have been put forward for the production and testing of optical lens. Traditional aspherical lens detection methods are generally contact measurement methods that are prone to damage to the lens surface, as well as contour gauge detection methods that have long measurement times and limited detection aperture. For this purpose, the paper proposes a non-contact measurement method based on spectral domain OCT technology, which solves the problem of irregular scattered light on the lens surface causing difficulty in imaging when OCT scans high transmittance aspherical lens. It can quickly and efficiently scan and image the aspherical lens. By making surface fitting on the collected image data, the surface parameters of the aspherical lens,including the aspherical radius and aspherical coefficient, can be calculated, providing an accurate, efficient, and non lens damage risk technical support for the detection of aspherical lens.Keywords: spectral domain OCT; aspherical lens; surface detection0 引言近年來,随着光学技术的迅速发展,先进光学系统对光学器件精度的要求愈发严格。
OCT原理及应用OCT(Optical Coherence Tomography)是一种在医学、生物学和材料科学等领域中广泛应用的非侵入式成像技术。
它基于光学干涉原理,利用激光光束与样本相互干涉的特性,实现对样本内部结构的高分辨率成像。
OCT技术的原理和应用呢,我们一起详细探讨。
OCT技术的原理主要分为两部分:光学干涉原理和信号检测原理。
首先,光学干涉原理是OCT实现高分辨率成像的关键。
OCT系统使用一束低相干度的激光光源,通过光学分束器将激光光束分成两条光路,一条作为参考光路,一条通过光纤探测器将光束引入样本。
样本中的反射光和参考光再次通过光学分束器合并到光探测器上。
当样本的反射光程差与参考光程差相等时,两者重叠形成干涉,干涉信号通过光探测器被接收并转换成电信号。
通过测量反射光信号与参考光信号的相位差和幅度差,可以得到样本的内部结构信息。
其次,信号检测原理是为了提高OCT系统的灵敏度和分辨率。
利用光探测器检测到的干涉信号,通过四象限探测器实现幅度和相位的并行检测。
通过分析和处理检测到的信号,可以得到高分辨率的图像信息。
OCT技术主要应用于医学和生物学领域,尤其是在眼科、皮肤科和晶状体领域中得到广泛应用。
以下是OCT技术在这些领域中的应用。
在眼科中,OCT技术广泛应用于视网膜的成像。
通过OCT技术,医生可以非常清晰地观察到人眼视网膜的各个层次的结构和病变情况,如黄斑变性、静脉阻塞和视神经纤维损伤等。
OCT技术还可以用于人眼前房角膜角膜厚度测量,对于角膜病变的评估和手术治疗的效果评估具有重要意义。
在皮肤科中,OCT技术能够对皮肤的层次结构进行成像。
例如,OCT技术可以用于皮肤癌的早期诊断和治疗效果的评估,观察癌细胞在不同深度的定位和扩散情况。
此外,OCT技术还可以用于皮肤老化和光损伤的评估,为个体化的治疗提供准确的诊断和指导。
在晶状体领域中,OCT技术可以用于测量和评估晶状体的形状和结构。
晶状体是眼球中的一个透明的结构,OCT技术可以清楚地显示晶状体的前表面和后表面,以及其在眼球中的位置和形状。
刑事技术·综 述·2020年 第45卷 第1期基金项目:国家自然科学基金青年科学基金项目(61505034);中央级公益性科研院所基本科研业务费项目(2018JB031)第一作者简介:张宁,男,江西永丰人,博士,副研究员,研究方向为影像检验。
E -mail: zhangning@ * 通讯作者简介:李志刚,男,河南濮阳人,学士,研究员,研究方向为影像技术。
E -mail: zgli505@DOI :10.16467/j.1008-3650.2020.01.014光学相干层析技术在文物检验中的应用张 宁,谢兰迟,晏于文,侯欣雨,郭晶晶,许 磊,黄 威,黎智辉,李志刚*,许小京,王桂强(公安部物证鉴定中心,北京100038)摘 要:近年来,我国文物犯罪形势严峻,盗窃、盗掘、非法出售、藏匿、走私文物犯罪蔓延。
应用影像检验先进技术,及时准确做好涉案文物的鉴定和溯源工作,对于打击文物犯罪至关重要。
光学影像技术由于其无损、原位、非接触的特点,在文物检验领域极有应用前景。
本文介绍一种新型的光学影像技术——光学相干层析(OCT )技术及其在文物检验中的应用。
本文首先介绍了OCT 技术的基本原理及其高分辨断层成像的特点,然后对近年来OCT 技术应用于陶瓷器、玉石器、油画等文物检验的研究进展进行了综述。
在这些研究当中,OCT 技术显示了与传统方法相比所具有的独特优势,无损非接触式成像保证了文物物证的完整性,获取的光学特征为文物检验提供了新型识别特征,三维成像方式则有望使得图像分析过程更加直观,获取的信息也更加丰富。
本文还对OCT 技术未来在法庭科学文物检验中可能的应用趋势进行了展望。
通过分析各类文物的高分辨内部结构图像并进行特征提取,可以为文物的有效识别和区分提供重要的影像学信息,为文物的鉴定和溯源提供新的技术手段,为公安机关打击文物犯罪提供强有力的技术支撑。
关键词:文物检验;光学相干层析;影像技术;法庭科学;文物犯罪中图分类号:DF793.2 文献标识码:A 文章编号:1008-3650(2020)01-0067-08Application of Optical Coherence T omography into Examining Cultural RelicsZHANG Ning, XIE Lanchi, YAN Yuwen, HOU Xinyu, GUO Jingjing, XU Lei, HUANG Wei, LI Zhihui, LI Zhigang *,XU Xiaojing, WANG Guiqiang(Institute of Forensic Science, Ministry of Public Security, Beijing 100038, China)ABSTRACT: In recent years, the crimes involving cultural relics have been becoming serious in China, leaving the illegal dealing, storing, traffi cking and auctioning of cultural relics being rampant. It is essential for application of advanced imaging techniques to combat the relevant crimes and protect cultural relics. Optical imaging technology is a promising candidate for the examination of cultural relics because it causes almost no damage to the sample and preserves the integrity of evidence. This paper introduces a novel optical imaging technology - optical coherence tomography (OCT) and its applications into examination of cultural relics. Owing to the principles and its advantages of non-destructiveness, the in-situ, high-resolution and cross-sectional imaging, OCT has been widely applied in biomedical imaging, yet still being a new technology in forensic science and archeology. The recent researches are here reported about OCT to examine such cultural relics as ceramics, porcelain, jade and painting, demonstrating OCT has unique advantages when compared to the conventional examination methods. First, the non-invasive and non-contact imaging preserves the integrity of the cultural relics and requires no pretreatment to the sample. Second, the new optical features obtained by OCT system have enriched the current examination choices and improved the accuracy of the examination. Third, OCT is a three-dimensional (3D) imaging approach and thus can acquire 3D volumetric data and show the en face images of the sample. Through the analysis and feature extraction of high-resolution images of various types of cultural relics, some important internal information can be obtained for the effective刑事技术Forensic Science and Technology ·68·2020年 第45卷 第1期维图像。
光学相干层析成像技术一、概述光学相干层析成像技术(Optical Coherence Tomography,OCT)是一种非侵入性、无创伤的三维成像技术。
它利用光学相干性原理,通过测量光的干涉信号来获取样品内部的反射率信息,从而实现对样品的高分辨率成像。
二、原理光学相干层析成像技术基于光学相干性原理,即当两束光线在空间和时间上保持相干时,它们会产生干涉现象。
OCT系统中采用低相干度的光源(如超快激光),将其分为两束,一束照射到样品上,另一束照射到参考镜面上。
样品内部不同深度处反射回来的光经过合并后形成干涉信号,并通过Fourier变换得到深度信息。
通过扫描样品和参考镜面之间的距离,可以得到整个样品内部的三维结构信息。
三、系统组成OCT系统主要由以下几个部分组成:1. 光源:采用超快激光作为光源,通常使用波长在800nm左右的近红外激光。
2. 光学系统:包括光路分束器、扫描镜、物镜等光学元件,用于将光束分为参考光和探测光,并将探测光聚焦到样品内部。
3. 探测器:用于检测干涉信号,并转换为电信号输出。
4. 信号处理系统:对探测器输出的信号进行放大、滤波、数字化等处理,然后进行Fourier变换得到深度信息。
5. 显示系统:将得到的三维结构信息以图像或视频的形式显示出来。
四、应用领域OCT技术在医学、生物科学和材料科学等领域都有广泛的应用。
其中,在眼科领域中,OCT技术已经成为常规诊断工具之一,可以实现对视网膜和角膜等眼部组织的高分辨率成像。
在生物科学领域中,OCT技术可以实现对小鼠胚胎和其他生物样品的三维成像。
在材料科学领域中,OCT技术可以实现对金属、陶瓷等材料内部结构的非破坏性检测。
五、发展趋势随着硬件和软件技术的不断进步,OCT技术在分辨率、成像速度、深度范围等方面都有了显著的提高。
同时,OCT技术也在不断拓展应用领域,如在神经科学、皮肤科学、牙科学等领域中的应用也越来越广泛。
未来,随着OCT技术的不断发展,它将会成为更多领域中的重要工具。
基于OCT成像技术对常见陶瓷文物断面结构的无损分析董俊卿;李青会;严鑫【摘要】采用光学相干层析(OCT)成像技术对河南和安徽出土的新石器时代至宋代的几种陶瓷质文物(彩陶、漆绘陶、唐三彩、绞胎釉陶、青瓷和钧瓷)的断面结构进行无损分析,获取了不同类别陶瓷器的表层(颜料层、底漆层和釉层)、中间层、胎釉结合面以及胎体表面的断面结构图像特征。
通过这些结构图像,探讨了不同陶瓷器的制作工艺特点,同时也讨论了OCT成像技术分析不同类别陶瓷文物的断面结构的优点和局限。
%Utilizing the optical coherence tomography (OCT) imaging technology, we nondestructively analyzed the section structure of some ceramic cultural relics (such as colored pottery, lacquer painted pottery, tri-colored glazed pottery of the Tang Dynasty, glazed pottery with twisted body, celadon and Jun porcelain) unearthed from Henan and Anhui provinces and dated from Neolithic Period to the Western Han Dynasty. We obtained the section structure imaging characteristics of the surface (the layers of pigment, lacquer and glaze), the middle layer, the glaze/body boundaries and the body of the different type ceramic objects. The production process characteristics of the different ceramic antiquities were discussed based on the characteristics. In addition, we also discussed the advantages and limitations of the OCT imaging technology in analyzing the section structure of diverse ceramic culture relics.【期刊名称】《自然杂志》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】7页(P325-331)【关键词】光学相干层析(OCT);陶瓷文物;断面结构;无损分析【作者】董俊卿;李青会;严鑫【作者单位】中国科学院上海光学精密机械研究所科技考古中心,上海 201800;中国科学院上海光学精密机械研究所科技考古中心,上海 201800;中国科学院上海光学精密机械研究所科技考古中心,上海 201800【正文语种】中文中国陶瓷类文物种类多样,有普通陶器、彩陶、彩绘陶、漆绘陶、釉陶、三彩陶、绞胎釉陶、青瓷、白瓷、黑瓷、钧釉瓷、青花瓷等诸多品种,不同的陶瓷往往具有不同的断面结构特征。
光学技术在文物保护中的应用有哪些一、无损检测技术无损检测是指在不损害文物的前提下,获取文物内部和表面信息的技术。
光学相干断层扫描(OCT)技术就是其中的一种。
OCT 利用近红外光的干涉原理,可以对文物的多层结构进行高分辨率的成像,能够清晰地显示文物的表面涂层、颜料层、底层结构等,帮助文物保护工作者了解文物的制作工艺和保存状况。
另一种常见的无损检测技术是红外反射成像(IRR)。
红外光对不同的材料具有不同的穿透能力,通过红外反射成像,可以发现被覆盖或隐藏的文字、图案等信息。
例如,在古代书画作品中,可能存在后人的涂改或覆盖,IRR 技术能够帮助揭示原始的笔触和构图。
还有紫外线荧光成像技术,某些文物材料在紫外线的照射下会发出特定的荧光,通过观察荧光的分布和强度,可以检测出文物的修复痕迹、老化区域以及化学物质的残留。
二、材料分析光学技术在文物材料的分析方面也具有重要意义。
拉曼光谱技术是一种常用的方法,当激光照射到文物材料上时,会产生拉曼散射光,通过分析散射光的频率和强度,可以确定材料的分子结构和化学成分。
比如,对于陶瓷文物,可以鉴别出其釉料的成分;对于金属文物,能够分析出其合金的组成。
此外,X 射线荧光光谱(XRF)技术也被广泛应用。
X 射线激发文物表面的原子,产生特征 X 射线荧光,根据荧光的能量和强度,可以快速、无损地测定文物中各种元素的含量,从而推断出文物的材质和产地。
三、颜色测量与恢复文物的颜色往往是其重要的艺术特征之一,但由于老化、褪色等原因,颜色可能会发生改变。
分光光度计可以精确测量文物的颜色参数,如色相、饱和度和明度,为颜色的恢复和保护提供科学依据。
多光谱成像技术在颜色恢复方面也发挥着作用。
通过获取文物在多个波段的图像信息,可以更准确地还原出文物原本的颜色。
同时,这种技术还能够区分不同来源和年代的颜料,为研究文物的创作过程和历史变迁提供线索。
四、环境监测文物保存的环境对其寿命有着重要影响。
光学技术可以用于监测环境参数,如光照、温度、湿度等。