[发明专利]用于热声、光声、超声共线激发和接收的成像装置及方法

权利要求书

1.用于热声、光声、超声共线激发和接收的成像装置，其特征在于，包括脉冲激光产生模块(1)、光电探测模块(2)、线性光整形模块(3)、反光镜(4)、透光反声镜(5)、反光反声镜(6)、脉冲同步信号发生模块(7)、超声发射/信号采集模块(8)、图像重建模块(8-2)、阵列超声换能器(9)、微波发生模块(10)、微波天线(11)和电机扫描模块(13)；所述脉冲同步信号发生模块(7)分别与光电探测模块、超声发射/信号采集模块(8)、微波发生模块及电机扫描模块连接，所述脉冲激光产生模块与线性光整形模块连接，所述超声发射/信号采集模块(8)与图像重建模块、阵列超声换能器连接，所述微波发生模块与微波天线连接；所述阵列超声换能器(9)的焦平面与透光反声镜(5)的反射面成45°夹角，且透光反声镜(5)的中轴线与阵列超声换能器(9)的焦平面重合，所述阵列超声换能器(9)产生的超声波经透光反声镜(5)反射后成45°入射到反光反声镜(6)并最终照射到被检测样品(12)的表面；所述反光反声镜(6)位于微波天线(11)的正下方，所述微波天线(11)产生的微波场垂直照射到被检测样品(12)的表面；

所述脉冲激光产生模块(1)用于产生可调波长的脉冲激光；所述脉冲激光通过线性光整形模块(3)后产生均匀的线性光束通过反光镜(4)、透光反声镜(5)以及反光反声镜(6)后照射到被检测样品(12)；

所述光电探测模块(2)，用于探测激光器的出光信号，光电探测模块检测到的出光信号用于脉冲同步信号发生模块(7)控制超声发射/信号采集模块、微波发生 模块以及电机扫描模块；

所述脉冲同步信号发生模块(7)通过接收光电探测模块检测的出光信号产生脉冲同步信号分别控制超声发射/信号采集模块(8)和微波发生模块(10)；所述超声发射/信号采集模块(8)接收到脉冲同步信号后通过阵列超声换能器(9)产生超声信号或者接收光声/微波热声信号，超声回波/光声/微波热声信号通过反光反声镜(6)、透光反声镜(5)被阵列超声换能器接受；

所述微波发生模块(10)接受到脉冲同步信号后发出脉冲微波；

所述图像重建模块(8-2)根据超声发射/信号采集模块采集到的信号进行图像重建；

所述电机扫描模块(13)接收到脉冲同步信号后控制电机带动成像装置进行扫描实现大范围三维成像；

所述线性光整形模块(3)出射的线性光束成45°入射到反光镜(4)且与其中轴线重合，所述透光反声镜(5)和反光反声镜(6)与反光镜(4)平行放置且中轴线都处于同一平面上，经反光镜(4)出射的光束透过透光反声镜(5)成45°入射到反光反声镜(6)，线性光束经反光反声镜(6)反射后最终照射到被检测样品(12)的表面；所述照射到被检测样品(12)表面的光场、声场以及微波场相互重叠。

2.根据权利要求1所述用于热声、光声、超声共线激发和接收的成像装置，其特征在于，所述脉冲激光产生模块(1)出射的光通过光纤束(1-1)连接到线性光整形模块(3)，经线性光整形模块出射的光为聚焦的线性光束，其中线性光束的焦长可调，且线性光束的能量分布均匀，差异度小于5％。

3.根据权利要求1所述用于热声、光声、超声共线激发和接收的成像装置，其特征在于，所述反光反声镜的长轴方向设置成与微波天线电场方向平行，并且反光反声镜尽可能的靠近微波天线，微波的电场与经过反光反声镜后的光束和声束同轴共线；

所述反光镜(4)由镀介质膜的玻璃片组成，所述透光反声镜(5)由透明玻璃片组成，所述反光反声镜(6)由镀膜的玻璃片组成，这些玻璃片的尺寸完全相同，且材料为K9玻璃。

4.根据权利要求1所述用于热声、光声、超声共线激发和接收的成像装置，其特征在于，所述微波天线(11)可由偶极子天线、贴片天线或者圆偏振天线组成；所述微波发生模块(10)与微波天线(11)之间由柔性同轴电缆(10-1)连接。

5.根据权利要求1所述用于热声、光声、超声共线激发和接收的成像装置，其特征在于，所述超声发射/信号采集模块(8)包括超声发射电路、预放电路和信号采集电路，超声发射/信号采集模块(8)采集到的信号经图像重建模块(8-2) 重建并显示。