[发明专利]光声成像系统、编码镭射发射装置与光声信号接收装置

说明书

技术领域

本发明涉及光声技术的领域，尤其涉及一种光声成像系统及其编码镭射发射装置与光声信号接收装置。

背景技术

光声成像技术依据其镭射源的种类而分有两类，其中之一是固体镭射，常见的是利用Q开关铷雅克镭射 (Q-Switched Nd:YAG laser)来产生光声信号，而另外一种则是采用半导体镭射来产生光声信号。然此两种方式各有其缺点。Q开关铷雅克镭射的镭射脉冲能量虽然可以有效地产生光声信号，然而采用这种方式的缺点就是光声影像的显像率会被Q开关铷雅克镭射的脉冲重复频率限制。而半导体镭射的脉冲重复频率虽远高于Q开关铷雅克镭射的脉冲重复频率，因而可有效地提高光声影像的显像率，然而半导体镭射的镭射脉冲能量却远低于Q开关铷雅克镭射的镭射脉冲能量，使得产生的光声信号的强度不佳，因而降低了光声影像的质量。

为了提升半导体镭射所产生的光声信号的强度，有文献提出以并联数个半导体镭射光源的方式来增加镭射的发射能量，如图1所示。图1为现有的半导体镭射发射装置。请参考图1，此半导体镭射发射装置包括有脉冲产生器102、多个镭射驱动器104、多个具有相同镭射光波长的半导体镭射光源106与多条光纤108。这些镭射驱动器104通过脉冲产生器102来同步触发，进而同时驱动对应的半导体镭射光源106，使得这些半导体镭射光源106同时输出同相位的镭射光。而这些半导体镭射光源106所输出的镭射光在经过这些光纤108导光后可结合成新的镭射束，新的镭射束所形成的能量约为所有镭射光导光后的能量的总和，而后输出新的镭射束。

然而，图1所示的这种半导体镭射发射装置仍有其缺点。举例来说，增加一个半导体镭射光源106，就必须对应增加一个镭射驱动器104以及一条光纤108。然而，半导体镭射发射装置在驱动这些半导体镭射光源106的时候，必须避免任一个镭射驱动器104发生动作上的延迟而导致对应的半导体镭射光源106延迟输出镭射光，如此才可确保镭射输出达到最大的能量总和。此外，经光纤108导光后结合而成的镭射束也需经过对焦调整。因此，这种半导体镭射发射装置虽可提高其镭射输出的能量，但系统成本与系统复杂度也同样增加。

发明内容

因此，本发明提供一种编码镭射发射装置，采用这种编码镭射发射装置的光声成像系统不仅能产生足够强度的光声信号，且成本相对低廉，系统复杂度也相对简单。

本发明另提供一种光声信号接收装置，其适合与上述的编码镭射发射装置搭配使用。

本发明又再提供一种光声成像系统，其采用上述的编码镭射发射装置与上述的光声信号接收装置。

为达上述优点，本发明提出一种编码镭射发射装置，其包括有编码单元、信号产生单元与镭射光源。编码单元用以产生编码信号。信号产生单元用以依据编码信号而产生调变信号。镭射光源用以响应调变信号而产生具有特定编码波形的镭射脉冲。

本发明另提出一种光声信号接收装置，其包括有光声信号接收单元与译码单元。光声信号接收单元用以接收受测物体在接收到镭射脉冲而对应产生的光声信号，并将光声信号转换成电信号。译码单元用以对电信号进行译码而产生译码结果，以便后端电路依据译码结果来建立光声影像。

本发明又再提出一种光声成像系统，其包括有上述的编码镭射发射装置与上述的光声信号接收装置。

在本发明的一个实施例中，上述的信号产生单元是依据上述的编码信号而执行模拟调变与数字调变的至少其中之一，进而产生上述的调变信号。

在本发明的一个实施例中，上述的编码单元包括依据相位编码方式与频率编码方式的至少其中之一而产生上述的编码信号。

在本发明的一个实施例中，上述的相位编码方式包括Golay码编码方式或Barker码编码方式。

在本发明的一个实施例中，上述的频率编码方式包括Chirp码编码方式。

在本发明的一个实施例中，上述的镭射脉冲的编码长度具有默认时间长度。当上述的受测物体接收到上述的镭射脉冲时，便会对应产生光声信号，而在此光声信号被光声信号接收装置完整地接收之后，上述的编码镭射发射装置才会发射下一个镭射脉冲。

在本发明的一个实施例中，上述的镭射光源为半导体镭射光源。

在本发明的一个实施例中，上述的光声信号接收装置还包括有信号放大单元。此信号放大单元电性连接于光声信号接收单元与译码单元之间，用以放大上述的电信号。

在本发明的一个实施例中，上述的光声信号接收单元具有至少一个光声信号接收探头。