[發明專利]一種基于同軸時域分辨光聲成像的檢測系統

有效

• 申請號: 201811268174.0
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109363644B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 萬雄;王泓鵬;袁汝俊;何強
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海技術物理研究所
• 主分類號: A61B5/02
• 分類號: A61B5/02;A61B5/00
• 代理公司: 上海滬慧律師事務所 31311
• 代理人: 郭英

1.一種基于同軸時域分辨光聲成像的檢測系統，包括主控制器(21)、掃描頭部(1)、三維電動平臺(22)和輔助部件，輔助部件包括級聯放大器(17)、探測器電路(18)、激光器控制器(19)、信號采集卡(20)、三向電機控制器(23)及三向步進電機(37)；其特征在于：

掃描頭部(1)內有光聲探測頭(10)、帶孔反射鏡(12)、激光器(2)、激光擴束鏡(7)、比例分光片(31)、光電探測器(5)、超聲探頭(13)、激光器線纜(6)、探測器線纜(8)以及超聲線纜(14)；掃描頭部(1)上開有窗口(15)，方便激光器線纜(6)、探測器線纜(8)以及超聲線纜(14)穿出掃描頭部(1)，并分別與激光器控制器(19)、探測器電路(18)及級聯放大器(17)相連；光聲探測頭(10)由同軸裝配的平凸聚焦鏡(9)和超聲透鏡(11)組成，兩者的中心軸均為主軸(16)，平凸聚焦鏡(9)開有中心圓孔(38)，超聲透鏡(11)同軸嵌入裝配進中心圓孔(38)中，平凸聚焦鏡(9)的光學焦點與超聲透鏡(11)的聲學焦點重合于聚焦點(30)；掃描頭部(1)裝配在三維電動平臺(22)上，在三向步進電機(37)的帶動下做三維運動，三向步進電機(37)由三向電機控制器(23)進行精確控制；

激光器控制器(19)通過激光器線纜(6)啟動或關閉激光器(2)，并可設置激光器(2)的工作參數；光電探測器(5)可將接收的光轉換成電信號，通過探測器線纜(8)送至探測器電路(18)進行放大，放大后的電信號作為控制信號送至信號采集卡(20)的觸發端口，觸發啟動信號采集卡(20)進行信號采集工作；超聲探頭(13)可將接收的超聲轉換為電信號，并通過超聲線纜(14)送至級聯放大器(17)進行多級串聯放大，放大后的信號送至信號采集卡(20)進行信號采樣，模數轉換并送至主控制器(21)中的主控軟件進行分析；

激光器(2)沿發射光軸(3)發出的中頻脈沖激光經比例分光片(31)后分為透射脈沖光與反射脈沖光兩部分；其中反射脈沖光沿監測光軸(4)行進，被光電探測器(5)接收并轉化為電信號，經探測器電路(18)放大，送至信號采集卡(20)的觸發端口；而透射脈沖光繼續沿發射光軸(3)行進，經激光擴束鏡(7)擴束準直后，再經帶孔反射鏡(12)反射，沿主軸(16)向下行進，經平凸聚焦鏡(9)聚焦于聚焦點(30)；聚焦點(30)處激發的超聲信號沿主軸(16)向上行進，經中心圓孔(38)中的超聲透鏡(11)穿過帶孔反射鏡(12)的通孔(36)聚焦至超聲探頭(13)上，超聲探頭(13)將超聲轉換為電信號，經級聯放大器(17)多級串聯放大后，至信號采集卡(20)；

主控制器(21)用于啟動激光器控制器(19)，接收信號采集卡(20)輸出的信號并由內部的主控軟件進行分析；主控制器(21)還用于給三向電機控制器(23)發送控制指令以及三向步進電機(37)所需的三個方向的行進步數；發射光軸(3)、監測光軸(4)、主軸(16)三者共面，發射光軸(3)與主軸(16)平行，并與監測光軸(4)垂直。