[發(fā)明專利]分光瞳差動共焦-光聲顯微成像裝置與方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201510097053.4 | 申請日： | 2015-03-03 |
| 公開（公告）號： | CN104677831A | 公開（公告）日： | 2015-06-03 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 趙維謙;王允 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京理工大學(xué) |
| 主分類號： | G01N21/17 | 分類號： | G01N21/17;G01N21/01 |
| 代理公司： | 無 | 代理人： | 無 |
| 地址： | 100081 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 分光 差動 顯微 成像 裝置 方法 | ||
1.一種分光瞳差動共焦-光聲顯微成像裝置，其特征在于：包括點光源系統(tǒng)(1)，依次放置在點光源系統(tǒng)(1)出射方向的離軸放置的準(zhǔn)直透鏡(2)、對稱光軸放置的光學(xué)-光聲共焦點耦合系統(tǒng)(3)和被測對象(4)，還包括放置在被測對象(4)背向散射方向來探測光聲信號的超聲換能器(8)、離軸放置的用于收集背向散射光學(xué)信號的集光透鏡(9)，以及分割探測集光透鏡(9)焦面光強信號的分割焦斑差動探測系統(tǒng)(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分光瞳差動共焦-光聲顯微成像裝置，其特征在于：所述光學(xué)-光聲共焦點耦合系統(tǒng)(3)可以包括對稱光軸放置的中空測量物鏡(5)、鑲嵌在中空測量物鏡(5)孔下端的聲學(xué)透鏡(6)，且中空測量物鏡(5)與聲學(xué)透鏡(6)共焦點。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分光瞳差動共焦-光聲顯微成像裝置，其特征在于：光學(xué)-光聲共焦點耦合系統(tǒng)(3)還可以包括沿光軸方向依次放置的測量物鏡(26)、超聲換能器陣列(28)和具有柱面聲學(xué)透鏡的波導(dǎo)(27)，且測量物鏡(26)與具有柱面聲學(xué)透鏡的波導(dǎo)(27)共焦點。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分光瞳差動共焦-光聲顯微成像裝置，其特征在于：分割焦斑差動探測系統(tǒng)(7)可以包括用于放大集光透鏡(9)焦斑的中繼放大透鏡(10)、位于中繼放大透鏡(10)焦面并使兩針孔關(guān)于光軸左右對稱放置的雙孔針孔(14)，以及放在雙孔針孔(14)后用來分割探測放大艾里斑(11)的第一微區(qū)(12)與第二微區(qū)(13)的第一光強探測器(15)和第二光強探測器(16)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分光瞳差動共焦-光聲顯微成像裝置，其特征在于：分割焦斑差動探測系統(tǒng)(7)還可以包括用于放大集光透鏡(9)焦斑的中繼放大透鏡(10)、位于中繼放大透鏡(10)焦面上的用于分割探測放大艾里斑(11)的第一微區(qū)(12)和第二微區(qū)(13)的CCD探測器(24)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分光瞳差動共焦-光聲顯微成像裝置，其特征在于：分割焦斑差動探測系統(tǒng)(7)還可以包括用于放大集光透鏡(9)焦斑的中繼放大透鏡(10)、位于中繼放大透鏡(1O)焦面并使兩針孔關(guān)于光軸左右對稱放置的雙孔針孔(14)，以及放在雙孔針孔(14)后用來分割探測放大艾里斑(11)的第一微區(qū)(12)和第二微區(qū)(13)的二象限光電探測器(25)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分光瞳差動共焦-光聲顯微成像裝置，其特征在于：點光源(1)還可以由脈沖激光器(20)、放置在激光器出射方向的聚焦透鏡(21)和放置在聚焦透鏡(21)焦點處的針孔(22)構(gòu)成；其中，脈沖激光器(20)的波長、脈寬和重復(fù)頻率可根據(jù)需要選擇。
8.一種分光瞳差動共焦-光聲顯微成像方法，其特征在于包括以下步驟：
步驟一、打開點光源系統(tǒng)(1)，使點光源系統(tǒng)(1)出射的光束經(jīng)準(zhǔn)直透鏡(2)和光學(xué)-光聲共焦點耦合系統(tǒng)(3)后聚焦到被測對象(4)上來激發(fā)光聲信號和光強信號；
步驟二、利用聲學(xué)透鏡(6)和超聲換能器(8)來收集和探測光聲信號，用于表征被測對象(4)的生物功能信息；
步驟三、利用光學(xué)-光聲共焦點耦合系統(tǒng)(3)、集光透鏡(9)、中繼放大透鏡(10)將被測對象(4)的散射光聚焦在位于中繼放大透鏡(10)焦面上的雙孔針孔(14)上，位于雙孔針孔(14)后的第一光強探測器(15)和第二光強探測器(16)各自探測對應(yīng)針孔出射的放大艾里斑(11)的第一微區(qū)(12)和第二微區(qū)(13)的第一離軸共焦信號(17)和第二離軸共焦信號(18)，再將第一離軸共焦信號(17)和第二離軸共焦信號(18)進行差動相減得到分光瞳差動共焦信號(19)，用于表征被測對象(4)的結(jié)構(gòu)圖像信息；
步驟四、計算機(32)通過二維掃描振鏡(33)和軸向物鏡掃描系統(tǒng)(34)來控制聚焦光束對被測對象(4)進行三維層析掃描，來對被測對象(4)激發(fā)出的光聲信號和光強信號進行三維實時層析探測成像；
步驟五、計算機(32)對探測的被測對象(4)的光聲信號與光強信號數(shù)據(jù)進行融合處理，即可實現(xiàn)被測對象成分空間信息和功能信息的原位、無創(chuàng)成像。
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G01N 借助于測定材料的化學(xué)或物理性質(zhì)來測試或分析材料
G01N21-00 利用光學(xué)手段，即利用紅外光、可見光或紫外光來測試或分析材料
G01N21-01 .便于進行光學(xué)測試的裝置或儀器
G01N21-17 .入射光根據(jù)所測試的材料性質(zhì)而改變的系統(tǒng)
G01N21-62 .所測試的材料在其中被激發(fā)，因之引起材料發(fā)光或入射光的波長發(fā)生變化的系統(tǒng)
G01N21-75 .材料在其中經(jīng)受化學(xué)反應(yīng)的系統(tǒng)，測試反應(yīng)的進行或結(jié)果
G01N21-84 .專用于特殊應(yīng)用的系統(tǒng)
