一种提高超声调制光成像深度的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种提高超声调制光成像深度的装置和方法，装置包括激光发射器、第一反射镜、第二反射镜、第一半透半反射镜、第二半透半反射镜和超声调制器；激光发射器、第一半透半反射镜、超声调制器和第二半透半反射镜依次进行光路连接，形成第一光路；第一半透半反射镜、第一反射镜、第二反射镜和第二半透半反射镜依次进行光路连接，形成第二光路；激光发射器发射的激光经第一半透半反射镜透射的光通过第一光路后与激光发射器发射的激光经半透半反射镜反射的光通过第二光路后在第二半透半反射镜处相干叠加；将透射的激光经过超声调制后与反射的激光进行相干叠加，提高了超声调制后的激光的信噪比和强度，进而提高了超声调制光的成像深度。

A Device and Method for Improving the Imaging Depth of Ultrasound Modulated Light

【技术实现步骤摘要】
一种提高超声调制光成像深度的装置和方法
本专利技术涉及光学领域，尤其涉及一种提高超声调制光成像深度的装置和方法。
技术介绍
在超声调制光成像技术中，因超声的作用会引起光散射介质的折射率与散射粒子的间距随超声周期变化，导致进入超声作用区的光波的相位被超声调制，进而引起从介质出射的光强度以超声的频率为频率进行周期变化。从超声作用区出射的光波通常被称为超声调制光。超声调制光携带超声作用区中的光散射介质的光学性质，因此可利用超声调制光对光散射介质进行成像。然而，由于光散射和吸收因素的影响，从光散射介质(如人体组织中)出射的超声调制光不仅微弱而且信噪比低，从而使超声调制光成像的深度较低，影响了成像效果。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种提高超声调制光成像深度的装置和方法，能够提高超声调制光成像深度。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的一种技术方案为：一种提高超声调制光成像深度的装置，包括激光发射器、第一反射镜、第二反射镜、第一半透半反射镜、第二半透半反射镜和超声调制器；所述激光发射器、第一半透半反射镜、超声调制器和第二半透半反射镜依次进行光路连接，形成第一光路；所述第一半透半反射镜、第一反射镜、第二反射镜和第二半透半反射镜依次进行光路连接，形成第二光路；所述激光发射器发射的激光经所述第一半透半反射镜透射的光通过所述第一光路后与所述激光发射器发射的激光经所述半透半反射镜反射的光通过所述第二光路后在所述第二半透半反射镜处相干叠加。本专利技术的有益效果在于：通过将激光入射进半透半反射镜后进行反射和透射，将透射的激光经过超声调制后与反射的激光进行相干叠加，可以提高经超声调制后的激光的信噪比和强度，进而提高了超声调制光的成像深度。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的另一种技术方案为：一种提高超声调制光成像深度的方法，包括步骤：S1、将一预设光源分成信号光和参考光；S2、对所述信号光进行超声调制，形成超声调制光；S3、将所述参考光和所述超声调制光进行相干叠加。本专利技术的有益效果在于：通过将预设光源分成两路光：信号光和参考光，将信号光经过超声调制后与参考光进行相干叠加，可以提高经超声调制后的预设光源的信噪比和强度，进而提高了超声调制光的成像深度。附图说明图1为本专利技术实施例的一种提高超声调制光成像深度的装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例的一种提高超声调制光成像深度的方法流程图；图3为本专利技术实施例的一种提高超声调制光成像深度的装置的示波器显示的波形图；标号说明：L：激光发射器；R：反射镜；S半透半反射镜；T：容器；F：圆孔；P：光电倍增管；U：超声换能及驱动器；A：前置放大器，O：数字示波器。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。请参照图1，一种提高超声调制光成像深度的装置，包括激光发射器、第一反射镜、第二反射镜、第一半透半反射镜、第二半透半反射镜和超声调制器；所述激光发射器、第一半透半反射镜、超声调制器和第二半透半反射镜依次进行光路连接，形成第一光路；所述第一半透半反射镜、第一反射镜、第二反射镜和第二半透半反射镜依次进行光路连接，形成第二光路；所述激光发射器发射的激光经所述第一半透半反射镜透射的光通过所述第一光路后与所述激光发射器发射的激光经所述半透半反射镜反射的光通过所述第二光路后在所述第二半透半反射镜处相干叠加。从上述描述可知，本专利技术的有益效果在于：通过将激光入射进半透半反射镜后进行反射和透射，将透射的激光经过超声调制后与反射的激光进行相干叠加，可以提高经超声调制后的激光的信噪比和强度，进而提高了超声调制光的成像深度。进一步的，所述超声调制器包括盛有光散射介质的容器、吸声材料、超声换能及驱动器；所述超声换能及驱动器设置于所述容器的一端，所述吸声材料设置于所述容器的另一端，所述超声换能及驱动器产生的超声波在所述光散射介质中传输。由上述描述可知，通过驱动器输出正弦电信号激发超声换能器产生超声波，从而使该超声波在光散射介质中传输，在容器的另一端设置吸声材料，使光散射介质中不会存在反射波，从而不会因反射波对透射光的超声调制造成干扰，提高超声调制的效果。进一步的，还包括光电倍增管、前置放大器和数字示波器；所述超声换能及驱动器、数字示波器、前置放大器和光电倍增管依次通过导线连接；所述激光在第二半透半反射镜处相干叠加后射入光电倍增管。由上述描述可知，驱动器输出的正弦电信号会被数字示波器读取设置为参考电信号，光电倍增管吸收入射的激光输出电信号至前置放大器，前置放大器将电信号放大后由数字示波器读取，可以直观地看到放大后的电信号的峰峰值，可以用于对光散射介质的成像。进一步的，还包括圆孔，所述圆孔设置于所述第二半透半反射镜和光电倍增管之间。由上述描述可知，分别通过第一半透半反射镜透射的光以及反射的光相干叠加后，利用圆孔使大部分从容器出射的散射光无法被接收，仅仅弹道光与蛇形光(散射次数少的光)被接收，进一步提高成像深度。进一步的，所述容器的材质为玻璃；所述容器中盛放的光散射介质包括蒸馏水和脂肪乳剂。由上述描述可知，设置容器的材质为玻璃，使成本较低易实现，以及光散射介质为蒸馏水和脂肪乳剂，能够模拟人体组织体，提高实验的真实性。请参照图2，一种提高超声调制光成像深度的方法，包括步骤：S1、将一预设光源分成信号光和参考光；S2、对所述信号光进行超声调制，形成超声调制光；S3、将所述参考光和所述超声调制光进行相干叠加。由上述描述可知，通过将预设光源分成两路光：信号光和参考光，将信号光经过超声调制后与参考光进行相干叠加，可以提高经超声调制后的预设光源的信噪比和强度，进而提高了超声调制光的成像深度。进一步的，所述步骤S1包括：通过一半透半反射镜将所述预设光源分成两束光，透射的光作为信号光，反射的光作为参考光。从上述描述可知，将光源通过半透半反射镜即可将光源分成透射的信号光和反射的参考光，实现起来简单方便。进一步的，所述步骤S2包括：S21、触发一驱动器产生正弦电信号，通过所述正弦电信号激发超声换能器产生超声波；S22、将所述超声波射向一盛有光散射介质的容器；S23、吸收入射到所述容器的超声波；S24、将所述信号光射入经过上述步骤S21-S23处理后的盛有光散射介质的容器，所述超声波在所述光散射介质中传输，并且所述光散射介质中不存在超声波的反射波，得到超声调制光。从上述描述可知，通过驱动器产生正弦电信号激发超声换能器产生超声波并将超声波射入盛有光散射介质的容器，并且消除超声波入射盛有光散射介质的容器后产生的反射波，从而能够对透射的信号光进行超声调制得到超声调制光，避免受反射波对超声调制的干扰。进一步的，所述步骤S3之后还包括：S4、将所述相干叠加后的参考光和所述超声调制光经一圆孔传输后转化成电信号。从上述描述可知，通过圆孔可以使大部分从容器出射的散射光无法被接收，紧紧弹道光与蛇形光(散射次数少的光)被接收，从而提高后续的成像深度，将光信号转化为电信号以便于直观地显示结果。进一步的，所述步骤S4之后还包括：对所述电信号进行放大，确定放大后的电信号的峰峰值；获取所述正弦电信号；根据所述放大后的电信号及其峰峰值和所述正弦电信号对光散射介质进行成像。从上述描述可知，通过确定放大后的电信号的峰峰值以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高超声调制光成像深度的装置，其特征在于，包括激光发射器、第一反射镜、第二反射镜、第一半透半反射镜、第二半透半反射镜和超声调制器；所述激光发射器、第一半透半反射镜、超声调制器和第二半透半反射镜依次进行光路连接，形成第一光路；所述第一半透半反射镜、第一反射镜、第二反射镜和第二半透半反射镜依次进行光路连接，形成第二光路；所述激光发射器发射的激光经所述第一半透半反射镜透射的光通过所述第一光路后与所述激光发射器发射的激光经所述半透半反射镜反射的光通过所述第二光路后在所述第二半透半反射镜处相干叠加。

【技术特征摘要】
1.一种提高超声调制光成像深度的装置，其特征在于，包括激光发射器、第一反射镜、第二反射镜、第一半透半反射镜、第二半透半反射镜和超声调制器；所述激光发射器、第一半透半反射镜、超声调制器和第二半透半反射镜依次进行光路连接，形成第一光路；所述第一半透半反射镜、第一反射镜、第二反射镜和第二半透半反射镜依次进行光路连接，形成第二光路；所述激光发射器发射的激光经所述第一半透半反射镜透射的光通过所述第一光路后与所述激光发射器发射的激光经所述半透半反射镜反射的光通过所述第二光路后在所述第二半透半反射镜处相干叠加。2.根据权利要求1所述的提高超声调制光成像深度的装置，其特征在于，所述超声调制器包括盛有光散射介质的容器、吸声材料、超声换能及驱动器；所述超声换能及驱动器设置于所述容器的一端，所述吸声材料设置于所述容器的另一端，所述超声换能及驱动器产生的超声波在所述光散射介质中传输。3.根据权利要求2所述的提高超声调制光成像深度的装置，其特征在于，还包括光电倍增管、前置放大器和数字示波器；所述超声换能及驱动器、数字示波器、前置放大器和光电倍增管依次通过导线连接；所述激光在第二半透半反射镜处相干叠加后射入光电倍增管。4.根据权利要求3所述的提高超声调制光成像深度的装置，其特征在于，还包括圆孔，所述圆孔设置于所述第二半透半反射镜和光电倍增管之间。5.根据权利要求2所述的提高超声调制光成像深度的装置，其特征在于，所述容器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁存程，何友武，冯尚源，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：发明
国别省市：福建,35