SD-OCT 的 roll-off 从哪来、怎么读曲线
Sensitivity Roll-offk 空间校正没做好，会直接体现在 roll-off 曲线上。这篇笔记讲清灵敏度随深度衰减的物理来源，以及对比不同厂商曲线时该核对哪些测试条件。
TN-02 / K-LINEARIZATION
硬件 k-linear 与软件重采样
代价与取舍
FFT 只认等间隔采样，而光谱仪像素天然近似按波长排列——这中间的差，要么用软件插值补，要么用光学设计在仪器里直接消掉。 两条路线都有代价，这篇笔记把账算清楚。
01 / WHY K-SPACE
The FFT Assumption
k 空间为什么必须等间隔
SD-OCT 重建的核心一步是对干涉光谱做 FFT，把条纹频率换算成深度。 FFT 有一个常被忽略的前提：输入序列必须等间隔采样。而干涉信号真正「规则」的坐标不是波长 λ，是波数 k = 2π/λ——某一深度 z 的反射在光谱上的相位与 k·z 成正比，只有在 k 轴上它才是一个干净的单频正弦。
问题在于，光栅光谱仪的像素近似按 λ 等间隔排列，而 k 是 λ 的非线性函数：等 λ 的采样点映射到 k 空间后间隔不均，光谱一端被「压密」、另一端被「拉疏」。如果不处理直接 FFT，单一深度的能量会弥散到相邻频点——轴向点扩散函数（PSF）展宽、旁瓣抬升，且深度越深、条纹频率越高，弥散越严重。表现出来就是：图像深处「糊」，表观分辨率与 roll-off 同时变差。所以这一步不是可选优化，是必答题。
02 / TRADE-OFFS
Software vs Hardware
两条路线，各自的账
消掉这个非线性有两条路：在重建时用软件重采样把光谱插值到等 k 栅格，或在光谱仪里用硬件 k-linear 的色散设计让像素直接近似按 k 等间隔排列。没有免费的一边，区别只在代价付在哪里。
ROUTE A
软件重采样
Numerical Resampling出厂标定像素到 k 的映射关系，重建时按映射把每条光谱插值到等 k 栅格，再做 FFT。
- 代价：插值本身是误差源——深处条纹密，插值误差被放大，等效为噪声与 PSF 退化
- 代价：高阶插值（三次样条等）可压低误差，但算力开销随之上升
- 代价：每条 A-scan 都要重排，高线速率下占用计算预算、增加流水线延时
- 优点：光学结构简单；换波段、换带宽只需重新标定，定制灵活
- 优点：标定数据可随时间复校，精度可维护
ROUTE B
硬件 k-linear
Optical Linearization在光谱仪中引入棱镜与光栅组合等色散补偿设计，使探测器像素直接近似按 k 等间隔采样。
- 优点：省去逐条重采样，计算链路更短、延时更低
- 优点：深度范围内 PSF 一致性更好，不依赖插值质量
- 代价：光学设计与装调复杂度明显上升，元件与整机成本更高
- 代价：线性化针对特定波段优化，换波段、改带宽的定制不友好
- 代价：线性化只能做到近似，残余非线性通常仍需小幅软件校正
03 / CHOICE
Pick by Constraint
什么场景选哪种
科研与通用成像场景，软件重采样是更常见的选择。 波段与带宽经常要按课题调整，软件路线换型只需重新标定；插值带来的算力开销在 GPU 并行之后已不构成瓶颈——以我们平台为例， k 空间校正并入 GPU 流水线，在最高 80 kHz A-scan 线速率下持续处理不丢帧。插值误差则靠出厂逐台标定与高阶插值压在系统噪声以下。
对端到端延时有硬约束的在线闭环场景，硬件 k-linear 值得评估。 当测量结果要直接参与控制环时，省掉的每一级计算都是控制带宽；固定波段、固定配置的批量部署也能摊薄光学复杂度带来的成本。代价是放弃换型灵活性——这笔账要按产线的实际生命周期来算。
我们的平台默认采用软件路线：像素到 k 的映射逐台出厂标定、随设备写入并由 SDK 自动加载，重采样与色散补偿在 GPU 流水线中完成。如果您的场景对延时有更极端的要求，欢迎联系我们一起评估方案。