光学相干层析(Optical Coherence Tomography,简称为OCT)成像技术是一种新型的光学无损检测成像技术,是利用弱相干光,以迈克耳逊干涉仪为基本核心,通过检测材料或者生物组织等样品的后向散射或者反射光来获取样品的表面或者内部微结构信息的一种高分辨率干涉成像技术。该技术具有非接触、非破坏性以及高分辨率等优点。光学相干层析成像技术自提出后就被迅速应用于眼科、内窥镜和心血管成像等医学领域,近年来也不断应用于工程无损检测等非医学领域。针对时域光学相干层析系统因需要纵向机械扫描使得成像速度相对较慢的问题,基于光学相干层析基本原理,自研发搭建了一套二维频域光学相干层析成像系统。自研发系统的硬件组成部分主要包括光源、分光镜、透镜、CCD相机、压电陶瓷(PZT)、参考镜等组成。系统以自由空间的迈克尔逊干涉仪为核心,采用宽带钨丝卤素灯和近红外超辐射发光二极管(Superluminescent Diode,简称SLD)两种光源,分别应用于不同要求场合;辅与一片柱透镜,让平行光聚焦成一条线照射到样品上,一次采集便可得到样品的二维结构信息。利用面阵CCD相机采集干涉信号,传输至计算机进行信号处理和图像重构。同时,为了更好地促进对二维频域光学相干层析的研究,采用VC++和MATLAB混合编程技术,开发了与所搭建的系统相适应的控制软件。控制软件功能齐全,界面友好,便于维护和升级。在自研发二维频域OCT成像系统上开展了一些影响成像性能的参数研究。通过使用不同中心波长的光源研究了光源对成像系统纵向分辨率影响;通过改变不同数值孔径的透镜,研究了透镜的参数对成像系统横向分辨率的影响;并且使用了不同像素数相机研究对系统探测深度的影响。频域OCT系统相比时域OCT系统在动态范围和灵敏度上具有很大优势,然而频域OCT系统也有不足。频域OCT系统的图像是通过干涉光谱的实部经过傅里叶变换而来,所形成的图像不仅包括待测样品本身的结构信息,还包括关于零光程差位置对称的镜像,该镜像的存在有可能会和样品本身的结构信息发生混叠,使得无法分辨被测样品的空间层析结构。针对这个问题,在自研发二维频域光学相干层析成像系统上,采用频域复共轭镜像消除方法,较好消除了共轭镜像影响。在应用研究上,利用所搭建的系统对玻璃片划痕和断裂进行了二维成像和三维成像,并对透镜的曲率和关节轴承内圈的曲率半径进行了测量,拓展了二维频域OCT系统的应用领域。实验结果表明自研发的二维频域OCT系统具有较好的精度和可靠性,为实际工程应用提供了实验依据。