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原文传递一种光声探测装置及方法

专利名称：	一种光声探测装置及方法
摘要：	本发明属于光声探测技术领域，公开了一种光声探测装置及方法。装置包括计算机、探测光源、指示光源、激发光源、环形器、耦合器、参考臂模块、样品臂模块、相机和光谱仪；计算机输出端分别连接探测光源和激发光源，计算机输入端连接相机；探测光源传输至环形器，指示光源传输至耦合器；环形器分别连接光谱仪和耦合器；光谱仪连接相机；耦合器分为两路，一路传输至参考臂模块，另一路传输至样品臂模块；激发光源传输至反射镜，经反射后传输至透镜进入样品臂模块，样品臂模块与样品间布置聚焦透镜。本发明中样品无需与超声探测器接触，且无需在样品上覆盖水膜，减少了样品感染风险。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河北;13
申请人：	东北大学秦皇岛分校
发明人：	马振鹤;刘钊;丁宁;姜惠文;向奔;王毅;刘健;赵玉倩;于瑶;栾景民
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-04T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-03T00:00:00+0800
申请号：	CN202310976875.4
公开号：	CN116990239A
代理机构：	大连理工大学专利中心
代理人：	梅洪玉
分类号：	G01N21/17;A61B5/00;G01N21/49;G01N29/06;G01N21/01;G;A;G01;A61;G01N;A61B;G01N21;A61B5;G01N29;G01N21/17;A61B5/00;G01N21/49;G01N29/06;G01N21/01
申请人地址：	066004 河北省秦皇岛市经济技术开发区泰山路143号
主权项：	1.一种光声探测装置，其特征在于，所述光声探测装置包括计算机(12)、探测光源(1)、指示光源(2)、激发光源(3)、环形器(4)、耦合器(5)、参考臂模块、样品臂模块、相机(10)和光谱仪(11)；计算机(12)输出端分别连接探测光源(1)和激发光源(3)，计算机(12)输入端连接相机(10)；探测光源(1)传输至环形器(4)，指示光源(2)传输至耦合器(5)；环形器(4)分别连接光谱仪(11)和耦合器(5)；光谱仪(11)连接相机(10)；耦合器(5)分为两路，一路传输至参考臂模块，另一路传输至样品臂模块；激发光源(3)传输至反射镜(6)，经反射后传输至透镜(7)进入样品臂模块，样品臂模块与样品间布置聚焦透镜。 2.根据权利要求1所述的光声探测装置，其特征在于，所述样品臂模块包括二向色镜(8)和X-Y扫描振镜(9)，二者依次布置。 3.根据权利要求1或2所述的光声探测装置，其特征在于，激发光源(3)发出的激发光，经反射镜(6)、透镜(7)、二向色镜(8)后垂直入射于X-Y扫描振镜(9)上，经聚焦透镜聚焦后照射于样品上，样品吸收激光脉冲后由于光声效应产生超声振动；探测光源(1)发出探测光，探测光经环形器(4)通道进入耦合器(5)；指示光源(2)直接传输至耦合器(5)；耦合器(5)内的光束分成两路输出，一路为参考光到达参考臂模块，另一路为样品光到达样品臂模块，样品光经二向色镜(8)到达X-Y扫描振镜(9)，最后通过聚焦透镜打在样品上；于样品上的探测光反射后沿原路返回耦合器(5)，并与参考光产生干涉，干涉光经环形器(4)进入光谱仪(11)，最后由相机(10)进行采集；采集的图像输入至计算机(12)，计算得到光声信号，计算机(12)发送控制指令至探测光源(1)和激发光源(3)。 4.一种光声探测方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、光声激发：计算机(12)控制指令发出脉冲信号触发激发光源(3)，照射样品，样品吸收激发光能量，产生压力波，压力波传到样品周围组织，产生微小振动； S2、光学相干检测：探测光源(1)发出的光经环形器(4)、耦合器(5)分为两路，一路作为参考光，另一路作为探测光；所述指示光源发射至耦合器(5)，使得参考光和探测光为可见光；所述探测光进入样品臂模块，与激发光在二向色镜(8)作用下合成一束同轴光，同轴光经过X-Y扫描振镜(9)后由聚焦透镜聚焦于样品表面，样品的生物组织吸收激发光后因光声效应产生光声信号，并使得样品内部及表面产生位移，进而改变样品表面反射光光程；从样品表面获得的反射光信号由原路返回耦合器(5)并与经参考臂模块反射后的参考光进行干涉，产生干涉信号； S3、触发采集：计算机(12)同步输出触发信号至激发光源(3)、探测光源(1)及相机(10)，激发光源(3)照射样品，同时相机(10)开始信号采集； S4、信号提取：在激发光到达样品前，相机(10)采集到的是未经激发的稳定干涉光谱，信息熵记为H0；当激发光到达样品时，样品表面及内部产生位移，相机(10)采集到的干涉光谱发生变化，其信息熵记为H1；最后，通过激发前后的信息熵差\|H1-H0\|提取光声信号。
所属类别：	发明专利