[发明专利]一种高稳定性非接触式光声传感装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种高稳定性非接触式光声传感装置，包括单频激光器、半波片、第一偏振分光棱镜、第二偏振分光棱镜、第一非球面镜、第二非球面镜、四分之一波片、50/50分束光纤和平衡探测器，其中从第一偏振分光棱镜透射的激光作为探针光依次通过第二偏振分光棱镜、四分之一波片、第一非球面镜后聚焦在涂抹在待测样品的甘油液面上；经甘油液面反射的探针光在第二偏振分光棱镜上发生反射，反射的探针光通过第二非球面镜聚焦耦合至50/50分束光纤内。本高稳定性非接触式光声传感装置，有效降低因外界和扫描电机震动导致涂在待测样品表面甘油液面的晃动对反射探针光光路的影响，提高探测的光声信号的稳定性，进而提升重建的光声图像质量。

技术领域

本发明涉及激光应用技术领域，具体涉及一种高稳定性非接触式光声传感装置及其使用方法。

背景技术

随着生物医学技术发展，该领域对所使用图像的质量要求也越来越高，光声技术因其具有高对比度、高分辨率和深成像深度的优点得到快速的发展。

当该技术应用于辅助外科手术、烧伤诊断和溃疡诊断等特殊方面时，常采用基于位移探测的非接触式传感器，选用的传感器主要有双波混合干涉仪、马赫增德尔干涉仪和迈克尔逊干涉仪等，这类传感器无需与生物组织进行接触，且具有高的灵敏度和较宽的响应带宽。当使用这类传感器探测由样本激发的光声信号时，通常在样本表面涂抹一层薄甘油，采用甘油液面替换传统干涉仪中探针光光路的反射镜，激发的光声信号会导致甘油液面发生位移，从而测得高精度的光声信号。

由于外界环境和扫描电机的震动，涂抹在样本表面的甘油液面会发生晃动，这将降低探测的光声信号稳定性。为提高光声信号的探测稳定性，普遍采用以下方式进行处理：第一种方式是选用较为安静的实验环境，并在超稳隔振平台上进行相关的实验研究，这虽然大大降低了外界的震动，但是无法降低设备本身扫描电机产生的震动；第二种方式是在上述方式的基础上采用二维扫描振镜代替二维电动平移台，虽然降低了扫描电机震动的影响，但是并未完全消除外界和扫描电机的震动；第三种方式是在第二种方式的基础上采用锁腔技术锁定干涉仪的腔长，但是这种方式只适合短时间扫描成像；第四种方式是在第二种方式的基础上扫描干涉仪中本底光的腔长，在干涉仪输出光的过零点位置(探测最灵敏区域)探测光声信号，虽然增大了探测稳定性，但是液面晃动会引起探测到的光强起伏不定，导致探测的光声信号的强度稳定性变差。

发明内容

本发明目的在于提供一种高稳定性非接触式光声传感装置及其使用方法，结构简单紧凑，有效降低因外界和扫描电机震动导致涂在待测样品表面甘油液面的晃动对反射探针光光路的影响，在不引入其他振动源的条件下，提高探测的光声信号的稳定性，进而提升重建的光声图像质量。

为实现上述目的，本一种高稳定性非接触式光声传感装置，包括依次设置的激光组件、半波片、第一偏振分光棱镜、第二偏振分光棱镜、四分之一波片；

还包括第一非球面镜、第二非球面镜、50/50分束光纤和平衡探测器；

第一偏振分光棱镜一侧设有聚焦透镜，聚焦透镜将第一偏振分光棱镜反射的激光聚焦耦合至50/50分束光纤内；

所述第一非球面镜放置在四分之一波片的一侧，使得从四分之一波片透过的激光聚焦至待测样品的甘油液面上；

所述第二非球面镜放置在第二偏振分光棱镜的一侧，使得从第二偏振分光棱镜反射的激光聚焦耦合至50/50分束光纤内；

50/50分束光纤与平衡探测器相连接。

进一步的，所述四分之一波片与第一非球面镜设有导光镜；

导光镜用于将激光垂直入射至甘油液面上。

进一步的，所述激光组件包括依次设置的单频激光器、起偏器、用于将平行光准直的准直装置。

一种高稳定性非接触式光声传感装置的使用方法，具体包括以下步骤：