[发明专利]无超声换能器频带限制的光声成像装置及其检测方法

权利要求书

1.一种无超声换能器频带限制的光声成像装置，其特征在于包括光声激发组件、光声信号检测组件、光声信号采集/处理组件和样品台，所述的光声激发组件、光声信号检测组件和光声信号采集/处理组件依次连接，光声激发组件和光声信号采集/处理组件连接，光声信号检测组件和样品台连接；

所述的光声激发组件包括光声信号检测光源、分束镜、二向色镜、光声激发光源和二维扫描振镜，光声信号检测光源、分束镜、二向色镜和二维扫描振镜依次连接，光声激发光源分别与二向色镜、光声信号采集/处理组件连接，二维扫描振镜与光声信号采集/处理组件连接；

所述的光声信号检测组件包括平场物镜、偏振分束器A、偏振分束器B、共焦法布里-珀罗干涉仪、偏振分束器C、聚焦透镜、光电倍增管A、光电倍增管B和压电陶瓷驱动器；所述的平场物镜、偏振分束器A、偏振分束器B、共焦法布里-珀罗干涉仪、偏振分束器C、聚焦透镜和光电倍增管A依次连接，光电倍增管B分别与压电陶瓷驱动器、偏振分束器C连接，压电陶瓷驱动器分别与共焦法布里-珀罗干涉仪、光声信号采集/处理组件连接；光电倍增管A、B分别与光声信号采集/处理组件连接；平场物镜与所述的样品台连接；偏振分束器A与二维扫描振镜连接；偏振分束器B与分束镜连接。

2.根据权利要求1所述的无超声换能器频带限制的光声成像装置，其特征在于：所述的平场物镜和偏振分束器A之间设置1/4波片。

3.根据权利要求1所述的无超声换能器频带限制的光声成像装置，其特征在于：所述的光声信号采集/处理组件由同轴电缆、采集卡和计算机组成，采集卡与计算机连接，计算机与压电陶瓷驱动器连接；采集卡通过同轴电缆分别与所述的光电倍增管A、光电倍增管B连接。

4.根据权利要求1所述的无超声换能器频带限制的光声成像装置，其特征在于：所述的光声激发组件、光声信号检测组件和光声信号采集/处理组件依次电气连接。

5.根据权利要求1所述的无超声换能器频带限制的光声成像装置，其特征在于：所述的共焦法布里-珀罗干涉仪、压电陶瓷驱动器、光电倍增管B和计算机组成一个闭合伺服系统；所述的光声激发光源、光声检测光源和二向色镜严格光学同轴。

6.根据权利要求1所述的无超声换能器频带限制的光声成像装置，其特征在于：所述的平场物镜、偏振分束器A、偏振分束器B、共焦法布里-珀罗干涉仪、偏振分束器C、聚焦透镜、光电倍增管A、光电倍增管B和压电陶瓷驱动器严格光学同轴。

7.运用权利要求1～6任一项所述的无超声换能器频带限制的光声成像装置的检测方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将光声信号检测组件置于样品表面的正上方；

（2）光声激发光和光声信号检测光通过二向色镜合为一束光，并依次经过二维扫描振镜、偏振分束器A和平场物镜照射到样品表面，使得光声信号检测光聚焦于样品的表面；

（3）光声激发光照射到样品上，样品吸收光能后产生光声信号，光声信号引起样品表面的振动；样品表面的振动引起光声信号检测光产生多普勒频移，产生多普勒频移的样品表面的后向散射光和反射光经过共焦法布里珀罗干涉仪后光强会产生变化；

（4）样品表面的后向散射光和反射光依次通过平场物镜、偏振分束器A、偏振分束器B、共焦法布里-珀罗干涉仪、偏振分束器C和聚焦透镜后照射在光电倍增管A上，光电倍增管A上光强的变化即为光声信号；改变二维扫描振镜X、Y轴的各自偏角使光声激发光和光声信号检测光发生偏转，二维扫描振镜每偏转一次，采集卡就进行一次数据采集；

（5）采集完全部信号后，通过最大值投影的方法重建出组织样品的光声二维图像及三维图像。

8.根据权利要求7所述的无超声换能器频带限制的光声成像装置的检测方法，其特征在于：

所述的光声激发光源的脉冲激光波长为400～2500nm，脉宽为1～50ns，重复频率为1Hz～50kHz；

所述的光声信号检测光源的波长为300～800nm，线宽为1～20MHz。