[发明专利]一种基于波分复用的高速光声显微成像装置及方法

权利要求书

1.一种基于波分复用的高速光声显微成像装置，其特征在于，所述装置包括迈克尔逊干涉仪和光电探测器，所述迈克尔逊干涉仪包括第一阵列波导光栅、隔离器、第一光纤耦合器、第一光纤环形器、第一准直器、第二阵列波导光栅、微透镜阵列、待测物平台、光纤放大器、第二光纤环形器、第二准直器、透镜、粘有压电陶瓷的平面镜、第二光纤耦合器；

多波长光源发射的多个波长激光经过所述第一阵列波导光栅后，将所有波长的激光耦合到一根光纤内，作为探测光传输，经过隔离器进入第一光纤耦合器中分为信号光和参考光，所述信号光经过样品臂入射到待测物体表面，待测物体表面反射的信号光从样品臂返回，经过光纤放大器进入第二光纤耦合器，所述样品臂包括依次设置的第一光纤环形器、第一准直器、第二阵列波导光栅和微透镜阵列；所述参考光经过第二光纤环形器进入参考臂，所述参考臂包括依次设置的第二准直器、透镜和粘有压电陶瓷的平面镜，在所述参考臂内，参考光经过粘有压电陶瓷的平面镜反射原路返回至第二光纤环形器，所述第二光纤环形器输出参考光进入第二光纤耦合器与信号光进行干涉，所述光电探测器对第二光纤耦合器内不同波长激光的干涉信号进行准同步的逐个探测，得到待测物体信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于波分复用的高速光声显微成像装置，其特征在于，所述迈克尔逊干涉仪可替换为马赫泽德干涉仪、萨格纳克干涉仪。

3.根据权利要求1所述的一种基于波分复用的高速光声显微成像装置，其特征在于，所述多波长光源为多个单波长二极管激光器、多个单波长光纤激光器、多个单波长的固体激光器或光学参量振荡器中的一种，或使用高频宽带频移技术产生，通过多次移频将一束激光扩展为波长等间隔排列的多波长光束。

4.根据权利要求1所述的一种基于波分复用的高速光声显微成像装置，其特征在于，所述多波长光源的波段在光纤传输损耗较低的任意电磁波段内。

5.根据权利要求1所述的一种基于波分复用的高速光声显微成像装置，其特征在于，所述微透镜阵列为一维直线分布、或矩形、圆弧线段、同心圆圈分布。

6.一种应用权利要求1至5任一项所述装置的基于波分复用的高速光声显微成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，输入多个波长的激光，通过第一阵列波导光栅将多个波长的激光耦合到一根光纤内，作为探测光传输；

步骤2，探测光进入第一光纤耦合器分成信号光和参考光，信号光通过第一光纤环形器、第一准直器、第二阵列波导光栅解复用后通过阵列波导光栅的不同通道及微透镜阵列中相匹配的微透镜入射到待测物体表面的不同位置，提取待测物体的微小位移信息；

步骤3，待测物体表面反射的信号光携带待测物体表面由光声效应导致的微小位移信息，从样品臂返回至光纤放大器，将微弱的光信号进行放大，然后进入到第二光纤耦合器；

步骤4，参考光经过第二光纤环形器进入参考臂，经过粘有压电陶瓷的平面镜进行调制，调制后的参考光从参考臂返回至第二光纤环形器，然后进入到第二光纤耦合器；

步骤5，放大的信号光与调制后的参考光在第二光纤耦合器内发生干涉；

步骤6，使用光电探测器对第二光纤耦合器内的不同波长激光的干涉信号进行准同步的逐个探测，得到对应不同波长光束入射位置的二维光声信号数组，之后在垂直于一维光束阵列的方向上高速移动待测物体，即可获得物体的三维光声显微图像。