[发明专利]一种非接触式全光学光声成像装置及其方法

说明书

本发明公开了一种非接触式全光学光声成像装置及其方法，装置包括光声信号激发组件、光声信号检测组件、干涉相位调制组件、光声信号采集/处理组件和扫描平台，光声信号激发组件、光声信号检测组件、干涉相位调制组件和光声信号采集/处理组件依次连接，光声信号采集/处理组件分别和光声信号激发组件、光声信号检测组件连接，干涉相位调制组件分别和光声信号激发组件和光声信号检测组件连接，扫描平台分别和光声信号激发组件和光声信号检测组件连接。本发明利用脉冲激光照射生物样品产生光声信号，用窄线宽的超发光二极管连续光源作为光声信号检测光源提高对表面不够平整样品检测的灵敏度，对实现光声技术的临床化有很大的推动作用。

技术领域

本发明属于光声成像技术领域，特别涉及一种非接触式全光学光声成像装置及其方法。

背景技术

当短脉冲激光照射到组织中时，组织因吸收激光能量而出现热膨胀，产生超声信号，这种现象称为光声效应。光声成像技术是目前一种新进发展的生物医学影像技术，利用光声效应原理使其结合了纯光学成像的高对比度特性和纯超声成像的高穿透深度特性，同时具有无损伤、无电离效应等优势，正逐步成为生物组织无损检测领域的一个研究热点。近年来得到国内外学者越来越多的关注和研究，出现了各种光声成像方法。对于光声信号的探测方法目前主要分为两大类：压电法和光学法，压电法指用压电换能器直接进行探测，光学法指用检测光进行间接探测。

通过耦合介质将压电陶瓷传感器与样品进行耦合，压电陶瓷即可检测样品产生的光声信号，这就是压电法检测。其中较具代表性的是水听器。压电法光声检测系统的优点是技术成熟、结构简单，而且灵敏度高，但是，由于光声信号具有很宽的频带，而传统超声换能器受到材料限制，一般频带都较窄，宽频的光声信号与频带较窄的探测器形成了不可调和的矛盾。光学法检测是基于光声-压力-表面位移或折射率改变的原理，用一束探测光对光声信号引起的位移量进行探测，最大的特点就是非接触性，即不需要耦合介质。其典型代表就是利用干涉原理，将光声信号调制在干涉信号上。但是，当被检测物的表面起伏较大时，样品臂与参考臂的光程差会超过检测光的相干长度，此时就没有干涉信号，即检测不到光声信号。与此同时，传统的高斯光经过物镜聚焦后，其焦点长度一般是几个微米，所以其不能在较大的深度方向上保持好的横向分辨率。因此，当待检测样品的表面平整度不好时就会在二维扫描过程中出现局部离焦现象，导致分辨率变差，从而给成像质量带来负面影响。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种非接触式全光学光声成像装置。

本发明的另一目的在于运用上述的非接触式全光学光声成像装置的成像方法。

为实现以上目的，本发明采取如下技术方案：

本发明的一种非接触式全光学光声成像装置，包括光声信号激发组件、光声信号检测组件、干涉相位调制组件、光声信号采集/处理组件和扫描平台，所述的光声信号激发组件、光声信号检测组件、干涉相位调制组件和光声信号采集/处理组件依次连接，光声信号采集/处理组件分别和光声信号激发组件、光声信号检测组件连接，干涉相位调制组件分别和光声信号激发组件和光声信号检测组件连接，扫描平台分别和光声信号激发组件和光声信号检测组件连接；

所述的光声信号激发组件包括光声信号激发光源、光纤耦合器a、单模光纤和光纤准直器a；所述光声信号激发光源、光纤耦合器a、单模光纤和光纤准直器a依次连接，所述的光声信号激发光源分别与光声信号采集/处理组件和扫描平台连接；所述的光声信号激发组件用于激发样品产生光声信号；