サンプル光学系の各設計パラメータ

図1:サンプル光学系の各設計パラメータ

OCTサンプル光学系における光軸方向の応答を点状反射体というよりは平面に対する共焦点の信号として表現する。平面の反射鏡からの理想的な共焦点顕微鏡の検出信号は光軸に沿った反射鏡の位置の関数として以下のように表される(OCTのサンプル光学系をより正確に扱うには、反射モードの共焦点顕微鏡として光学系を評価する方が適切である)。

理想的な共焦点顕微鏡の検出信号

ここで、uは規格化した光軸方向範囲パラメータであり以下の式であらわされる。

規格化した光軸方向範囲パラメータ

共焦点顕微鏡の光軸方向のピーク信号は深さ方向の限られた領域の情報を与える。これはOCTサンプル光学系の焦点を通った光学軸上の反射体からの信号を強度信号へ変換している。この関数の長さがOCTシステムの光軸方向の応答と同程度となるならば、OCTシステムの全ての光軸方向の応答は、正確にこれら二つの関数の畳み込みで表現される。この解析におけるOCTシステムはOCMとして知られるものである。

しかし、OCMにおいては共焦点とコヒーレンスゲートを調整するために、また奥行き方向への掃引においてこの調整を維持するために非常に多くの労力を必要とする。ほとんどのOCT応用(実際の医療や研究用)において、かなり低いNAの対物レンズを使用し、横方向分解能δxを奥行き方向分解能δzとほぼ同じようになるようにしている。このように、近似的に等方性の分解能を有するイメージングを行う。この状況下では、共焦点ゲート長は横方向分解能よりかなり大きく、NAの平方のスケールと同じになる。

共焦点ゲート長は、未だ光軸にそった測定範囲に制限される。そこで、共焦点奥行き応答関数の半値全幅をOCTシステムの奥行き方向の焦点深度FOVaxialとして定義し以下のように表現する。