[发明专利]一种微型光声成像探头及其制备方法

说明书

本发明涉及一种微型光声成像探头及其制备方法，属于光声成像技术领域和超声换能器技术领域。所述环形超声换能器通过直接与光纤集成，充分利用了光纤细小的体积优势，也充分利用了MEMS超声换能器的微型化体积优势，最大程度的实现了探头体积的微型化，大幅提高了探测的灵活性。由于该光声探头体积微小，在移动其进行扫描时，探头与水产生的震动噪声小，有利于提高探测的信噪比。所述微型光声成像探头的光纤部分自带光聚焦透镜，超声换能器部分也自带声聚焦透镜，且采用氧化锌薄膜作为压电材料，工作频率高、频带宽，从而最大程度的保证了超高分辨率的实现。所述微型光声成像探头的制备方法可与MEMS工艺兼容，一致性好，且大幅降低了探头的制造成本。

技术领域

本发明涉及一种微型光声成像探头及其制备方法，属于光声成像技术领域和超声换能器技术领域。

背景技术

光声成像是目前世界上最前沿的生物医学影像技术之一。光声成像技术以光吸收特性作为对比度来源，兼具光学成像对比度丰富、分辨率高和超声成像穿透深度大等优势，且非标记、非破坏、无辐射，成像特异性强，可动态观察细胞与细胞之间的交互作用，还能可视化细胞的形态结构、生理病理特征、发生发展状态等，对生物现象背后的机理研究、疾病诊断与治疗监控具有重大科学意义。

而传统的光声成像技术采用商用的Olympus等厂家的高频超声换能器作为接收光声信号的探头，存在光探头与声探头不共轴的瓶颈，这会影响分辨率的进一步提高，且借助反光透声或透光反声模块还会使探头结构复杂、体积大，限制了光声显微成像系统的更广泛应用。

随着技术的进步，光声成像与微机电系统(MEMS)技术的不断融合，催生了一系列小型化的光声成像技术，在一定程度上解决了传统光声成像系统体积庞大，灵活性低的问题。例如结合双轴水浸式MEMS扫描振镜实现的手持式光声探头(Li Lin,Pengfei Zhang,Song Xu,Junhui Shi,Lei Li,Junjie Yao,Lidai Wang,Jun Zou,Lihong V.Wang,Handheld optical-resolution photoacoustic microscopy,[J].Biomed.Opt.2017.22(4)：041002)。结合通过电热驱动机制的二维扫描振镜的光声探头(Qian Chen,Heng Guo,Tian Jin,Weizhi Qi,Huikai Xie,and Lei Xi,Ultracompact high-resolutionphotoacoustic microscopy,Opt.Lett.43,1615-1618(2018))。

上述这些方法虽然很好的将光声成像系统与MEMS技术结合，使光声成像系统体积缩小。但是由于这些方法都是基于将光声成像系统如何更好的去应用在临床检测方面，主要关注点为采用MEMS振镜实现扫描系统的小型化，并未从根本上解决光探头与声探头不共轴的问题，限制了探测分辨率的进一步提高，而且探头结构复杂。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中光探头与声探头不共轴导致探测分辨率低、结构复杂的问题，提供一种微型光声成像探头及其制备方法；其可实现与带准直聚焦透镜的光纤的直接集成。通过本发明的微型光声成像探头可以解决光声不共轴引起的探头结构复杂、体积大和分辨率有限等问题。