Optical Coherence Tomography (OCT) is a subsurface imaging technique with many biomedical and industrial applications. In this thesis, we describe our design and implementation of a time domain OCT system. We used this system to obtain OCT images of objects that are important in different applications. We also used an existing quadrature OCT system to obtain both real and imaginary parts of an OCT image. We introduced a new interpretation of OCT images as the 2nd derivative of the scattering potential of an object. To obtain this scattering potential from its 2nd derivative, we implemented a method of definite integration in the spectral-domain. The obtained scattering potential was used to separate the scattering profile from the absorption profile of an object. We applied this new spectroscopic imaging method to quadrature OCT images of different objects.

Orientador: Cláudio Kitano / Abstract: Interferometers are extremely sensitive measurement devices, which use the principle of interference between two or more sources of light to generate a pattern of constructive and destructive interference. This pattern contains information about the physical phenomenon under study, and their light intensity can be used to calculate the optical path difference traveled by the two beams. The optical path difference and light intensity relationship is given by a cosine type function. Large disturbances can change the interferometer operation point, reaching nonlinear regions of the interferometric curve and even inducing ambiguities due to the periodicity of the input/output relationship. The present work concerns with the modeling, development and application of a control strategy based on sliding mode control, in a two-beam quadrature interferometer. It was used the high gain approach, which consists in to fully compensate the phase shifts induced on the sensor arm with the control system, in such a way that the voltage control signal becomes proportional to the phase disturbances. Therefore, the demodulation process does not require phase unwrapping algorithms. This implemented system showed capability to improve dynamic range and bandwidth when compared with other control systems in literature that were based on different high gain approach topologies. Also a new method of interferometric phase demodulation is proposed allying this control strategy to a virtual emulated inte... (Complete abstract click electronic access below) / Resumo: Interferômetros são dispositivos de medição extremamente sensíveis, os quais utilizam o princípio de interferência entre duas ou mais fontes de luz para gerar um padrão de interferência construtiva e destrutiva. Este padrão contém informação sobre os fenômenos físicos sob estudo, e sua intensidade luminosa pode ser usada para calcular a diferença de caminho óptico acumulada pelos dois feixes de luz. A diferença de caminho óptico e a intensidade de luz são relacionadas por uma função cossenoidal. Grandes distúrbios podem alterar o ponto de operação do interferômetro, alcançando regiões não lineares da curva característica do interferômetro e até mesmo induzindo ambiguidades, devido à periodicidade da relação entrada/saída. Este trabalho preocupou-se com o modelamento, desenvolvimento e aplicação de uma estratégia de controle baseada em controle com modos deslizantes, em um interferômetro de dois feixes em quadratura. Foi utilizada a abordagem de alto ganho, a qual consiste em utilizar o sistema de controle para compensar completamente os deslocamentos de fase induzidos no braço sensor, de tal forma que o sinal de controle se relaciona com os deslocamentos de fase por uma equação de reta. Portanto o processo de demodulação não necessita de algoritmos de desdobramento de fase. O sistema implementado mostrou capacidade de melhorar a faixa dinâmica e largura de banda quando comparado com outros sistemas de controle na literatura, também baseados na abordagem de alto ganho. Destaca... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor