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原文传递一种偏振光声显微成像装置及成像方法

专利名称：	一种偏振光声显微成像装置及成像方法
摘要：	本发明公开了一种偏振光声显微成像装置及成像方法，该装置包括光声激发光源发生组件、光声信号处理组件和采集平台组件，光声激发光源发生组件包括激光器、第一透镜、针孔、第二透镜、起偏器、二分之一玻片、扫描振镜和聚焦透镜；该方法具体步骤为：利用激光器产生激光束，激光束依次通过第一透镜、针孔、第二透镜、起偏器、二分之一玻片、扫描振镜和聚焦透镜后形成线偏振光，聚焦透镜将线偏振光聚焦在样品上产生光声信号，光声信号处理组件根据采集平台组件采集的不同电矢量方向的线偏振光产生的光声信号和表征介质有序度参量重建样品偏振光声和定量有序度三维成像图。本发明可以实现无损、高分辨、三维偏振光光声显微成像和定量结构有序度成像。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	华南师范大学
发明人：	石玉娇;张振辉;邢达
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-27T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-28T00:00:00+0800
申请号：	CN201910144810.7
公开号：	CN109946236A
代理机构：	广州市华学知识产权代理有限公司
代理人：	李斌
分类号：	G01N21/17(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	510631 广东省广州市天河区中山大道西55号华南师范大学生物光子学研究院
主权项：	1.一种偏振光声显微成像装置，其特征在于，包括光声激发光源发生组件、光声信号处理组件和采集平台组件，所述光声激发光源发生组件包括激光器、第一透镜、针孔、第二透镜、起偏器、二分之一玻片、扫描振镜和聚焦透镜；所述激光器产生激光束，激光束依次通过第一透镜、针孔、第二透镜、起偏器和二分之一玻片后形成线偏振光，所述针孔设在第一透镜和第二透镜的共焦处；线偏振光依次经过扫描振镜和聚焦透镜后聚焦在样品上，所述样品被激发出光声信号；所述采集平台组件通过电机驱动，并带动样品移动，所述光声信号处理组件将光声信号进行信号放大计算后构建图像。 2.根据权利要求1所述的偏振光声显微成像装置，其特征在于，所述起偏器采用偏振片。 3.根据权利要求1或2所述的偏振光声显微成像装置，其特征在于，第一透镜采用焦距为f的凸透镜，针孔采用孔直径为D的针孔，针孔与第一透镜的焦距满足下列公式：其中，λ为光波长，d为入射光直径。 4.根据权利要求1所述的偏振光声显微成像装置，其特征在于，所述采集平台组件包括耦合槽、超声耦合液和扫描平台，所述样品浸入超声耦合液内，所述超声耦合液盛放在耦合槽内，所述耦合槽放置在扫描平台上，所述扫描平台带动耦合槽移动，所述电机驱动扫描平台。 5.根据权利要求1所述的偏振光声显微成像装置，其特征在于，所述光声信号处理组件包括超声换能器、信号放大器、高速数字采集卡和计算机，所述超声换能器检测样品被激发出的光声信号，经信号放大器放大信号后，通过高速数字采集卡采集到计算机中。 6.根据权利要求5所述的偏振光声显微成像装置，其特征在于，所述超声换能器采用中空聚焦探测器。 7.一种偏振光声显微镜成像方法，其特征在于，包括下述步骤： S1：激光器产生激光束，依次经过第一透镜、针孔、第二透镜，对激光束进行聚焦、过滤、准直和扩束； S2：经过准直扩束后的激光束经过起偏器变为线偏振光，再垂直入射到二分之一玻片，旋转二分之一玻片得到不同电矢量方向的线偏振光； S3：经过二分之一玻片后的线偏振光通过扫描振镜，再由聚焦透镜聚焦到样品上，样品被激发出光声信号； S4：光声信号经过超声耦合液，超声换能器检测到光声信号，再经过信号放大器进行信号放大，高速数字采集卡采集信号放大后的光声信号，并保存到计算机中； S5：计算机选取不同电矢量方向的线偏振光产生的光声信号进行计算，得到表征介质有序度参量，根据不同电矢量方向的线偏振光产生的光声信号和表征介质有序度参量，重建样品偏振光声成像和定量有序度三维成像。 8.根据权利要求7所述的偏振光声显微镜成像方法，其特征在于，步骤S4中所述高速数字采集卡采集放大后的光声信号，具体采集方式：计算机控制步进电机驱动扫描平台逐点移动样品，样品上形成二维平面扫描区域，步进电机每移动一次，高速数字采集卡就进行一次光声信号采集，并将二维平面扫描区域采集得到的光声信号与样品激发位置坐标一一对应。 9.根据权利要求7所述的偏振光声显微镜成像方法，其特征在于，步骤S5中所述的重建样品偏振光声成像的具体步骤为：采用不同电矢量方向的线偏振光产生的光声信号进行最大值投影，得到光声信号二维强度灰度成像图。 10.根据权利要求7所述的偏振光声显微镜成像方法，其特征在于，步骤S5中所述的根据表征介质有序度参量重建定量有序度三维成像，具体步骤为：采用偏振方向相差45度的四个线偏振光各自激发光声信号，计算表征介质有序度参量，根据四组光声信号和表征介质有序度参量，计算机重建出样品定量有序度三维成像图，所述表征介质有序度参量具体计算公式如下所述：其中，QPA＝IH-PA－IV-PA，UPA＝IP-PA－IM-PA，IPA＝IH-PA+IV-PA，IH-PA、IV-PA、IP-PA、IM-PA分别对应于二分之一玻片光轴定位于0°,90°,45°和-45°产生的线偏振激光激发的光声信号幅值，IPA表示自然光激发样品产生的光声信号。
所属类别：	发明专利