[发明专利]一种基于光声谱的工件浅表分层成像方法

权利要求书

1.一种基于光声谱的工件浅表分层成像方法，其特征在于，包括脉冲光声激励模块(1)和光声谱分层成像模块(2)；所述脉冲光声激励模块(1)包括脉冲激光器(11)、扫描振镜(12)、振镜控制器(13)、声传感器(14)和采集卡(15)，其中，脉冲激光器(11)通过脉冲发射方式发射激光；扫描振镜(12)用于对脉冲激光器(11)发射的激光光束进行扫描反射，实现在工件表面聚焦，和进行成像扫描；振镜控制器(13)用于驱动扫描振镜(12)，控制扫描振镜(12)的扫描工作，同时将扫描位置信息发送到光声谱分层成像模块(2)；声传感器(14)设置在工件相对于接收激光光束表面的另一面，对光声信号穿过工件后的信号进行探测，并把光声振动信号以模拟信号方式输出为模拟光声信号；采集卡(15)用于采集模拟光声信号，并转换为数字信号后输出数字光声信号；所述激光光束对工件的浅表区域进行光声激励，浅表区域的深度h为最大热波投入深度，h＝2π(D/2f_min)^1/2，其中，D是材料的热扩散系数，f_min是激励光声谱的最低频率峰值；

所述光声谱分层成像模块(2)包括快速傅里叶变换器和n个图像输出通道，其中快速傅里叶变换器接收采集卡(15)输出的数字光声信号，将数字光声信号进行快速傅里叶变化，然后根据设定的阈值，将快速傅里叶变换器输出的频率按照从高到低的顺序依次划分为n个频率段，将所有频率段按照从高到低的顺序依次送入每个图像输出通道，使得第1个图像通道对应最高频率段，第n个图像通道对应最低频率段；在每个图像通道中，以输出信号的平均强度为灰阶，以振镜控制器(13)的扫描位置信息为图像的像素坐标，获得深度为h_i处的工件浅表层的灰阶图像∑MAP_i，h_i＝2π(D/2f_i)^1/2，f_i是第i个通道的输出频率，i＝1,2,…,n，然后由第i个通道的灰阶图像减去第i-1个通道的灰阶图像从而获得每个通道的输出图片MAP_i，图片MAP_i反映了工件浅表区域深度范围为[h_i-1,h_i]区域的情况。