[发明专利]一种光声显微成像笔及成像方法

权利要求书

1.一种光声显微成像笔，其特征在于，包括外壳、光纤准直器、长焦深透镜、聚焦透镜、光焦点轴向调节器、反光镜、微型扫描镜、前/侧向超声耦合器以及超声换能器，

所述外壳包括反光镜模块、微型扫描镜模块和外壳主体，所述微型扫描镜模块设置在外壳主体的顶部，所述反光镜模块设置在微型扫描镜模块上；

所述反光镜模块一方面连接光焦点轴向调节器，所述的光焦点轴向调节器的可调节范围大于10mm；另一方面所述反光镜模块设有一个与水平方向成45度角的斜面，所述斜面上安装反光镜；所述反光镜用于使外壳主体、光焦点轴向调节器和前/侧向超声耦合器的中心轴平行，使得光声显微成像笔整体呈笔状；

所述微型扫描镜模块设有一个与水平方向成45度的斜面，该斜面上安装微型扫描镜；

所述外壳主体下方的直径小于12mm，该外壳主体的底部连接前/侧向超声耦合器；

所述超声换能器设置在前/侧向超声耦合器的外壳上；

所述光纤准直器与光焦点轴向调节器连接；

所述长焦深透镜设置在光焦点轴向调节器上，该长焦深透镜能将焦深扩展至0.5mm；

所述聚焦透镜设置在光焦点轴向调节器上，该聚焦透镜的焦距大于180mm；

连接完毕后，所述的光纤准直器、长焦深透镜、聚焦透镜、光焦点轴向调节器、前/侧向超声耦合器均与激光同轴设置；

所述光焦点轴向调节器包括支撑外壳、螺旋支柱、透镜固定模块和锁死模块，其中支撑外壳通过螺纹孔分别与光声显微成像笔外壳的反光镜模块以及螺旋支柱紧密连接；所述螺旋支柱上有外螺纹，透镜固定模块和锁死模块通过螺纹固定在螺旋支柱上，通过旋转透镜固定模块来实现光焦点的轴向调节，另外，在螺旋支柱的末端留有螺纹孔，用于与光纤准直器紧密连接；

所述透镜固定模块包括模块主体、长焦深透镜压片和聚焦透镜压片，模块主体中留有螺纹孔，尺寸与长焦深透镜和聚焦透镜直径相匹配，将长焦深透镜和聚焦透镜分别放入对应的螺纹孔中，然后通过旋转圆环状的长焦深透镜压片和聚焦透镜压片来分别压紧长焦深透镜和聚焦透镜；

所述微型扫描镜包括光滑的镀膜反光镜片、带动镜片偏转的芯片和第一信号线，上电后，镀膜反光镜片被锁死在初始位置，将镀膜反光镜片与水平方向成45度角设置，使经反光镜反射后的水平方向的聚焦光经其反射后，竖直入射前/侧向超声耦合器的光入射面；带动镜片偏转的芯片上有通孔，配合螺丝与光声显微成像笔外壳的微型扫描镜模块上的螺纹孔，就可以将微型扫描镜固定在外壳的微型扫描镜模块上；微型扫描镜设置好后，通过螺丝压紧微型扫描镜，微型扫描镜控制模块通过信号线控制芯片带动镜片偏转，镜片的偏转角与控制电压的幅值成正比；

所述的前/侧向超声耦合器包括前/侧向超声耦合器的外壳、透光密封板、透光反声镜/透声反光镜、超声耦合物质和密封膜；所述前/侧向超声耦合器的外壳为类圆柱状，从上方挖出一个圆槽，用于放置透光密封板，然后在圆槽下方再挖一个45度角倾斜的斜槽，用于放置透光反声镜/透声反光镜，前/侧向超声耦合器的外壳侧面有一圆凸台，用于侧向检测时使用，凸台表面为侧向检测面，在圆凸台的轴向上挖了一个圆通槽，一部分用于放置圆柱状的超声换能器，剩下的空间用于在进行侧向检测时通过激光，另外，前/侧向超声耦合器的外壳上方有外螺纹，用于与光声显微成像笔外壳主体连接，前/侧向超声耦合器外壳的上下表面有一圆孔轴向互通；光从前/侧向超声耦合器的上方入射，下方或侧方出射，光入射面为水平设置，前向检测面为水平设置，侧向检测面为竖直设置，保证光垂直于光入射面入射、垂直于检测面出射，避免了光束在传播过程中由于光的折射偏离轴心；

其中透光反声镜/透声反光镜并不同时安装使用，光声显微成像笔需要进行前向检测时，只使用透光反声镜，不使用透声反光镜，并用密封膜密封住侧向检测窗口；需要进行侧向检测时，只使用透声反光镜，不使用透光反声镜，并用密封膜密封住前向检测窗口；

所述透光密封板厚度小于0.5mm、透光率在92％以上且表面光滑；所述的透光反声镜厚度小于0.2mm、透光率在92％以上且表面光滑；所述的透声反光镜厚度小于0.6mm，材料的声阻抗与超声耦合物质接近，光反射率在99％以上，超声透过率在88％以上；所述的超声耦合物质透明无色，透光率在88％以上；所述的密封膜厚度小于0.05mm、透光率在92％以上，表面光滑且延展性好，用于将超声耦合物质密封在超声耦合器内部，以上提到的透光率、光反射率均对应所用波长的光。