一种用于光声内窥成像的光学F-P超声探头制造技术

本发明专利技术属于光声成像技术领域，提供的用于光声内窥成像的光学F

【技术实现步骤摘要】
一种用于光声内窥成像的光学F
‑
P超声探头


[0001]本专利技术属于光声成像
，尤其涉及一种用于光声内窥成像的光学F
‑
P超声探头。
[0002]
技术介绍

光声成像是基于光声效应的一种新型的成像方式，由于它既有光学成像的高分辨率、高灵敏度以及出色的对比度，又有超声成像大的穿透深度，因而近年来受到科研人员的广泛关注。在光声成像中，短激光脉冲照射到生物组织上以激发光声波。组织中的血红蛋白、黑色素或造影剂等发色团会吸收光子而使局部温度升高，然后通过热弹性膨胀效应产生超声信号。对超声信号进行分布式检测后，可以重建光吸收分布图像。而且不同的生物组织对短脉冲激光的吸收是不同的，由此便可实现组织光学吸收特性的特异性观测。
[0003]为了准确捕获超声信号，需要性能优良的超声传感器。早期的光声成像超声传感器主要基于压电陶瓷换能器。然而，压电传感器有如下几个局限性。首先，由于电负载效应，压电传感器对环境电磁干扰很敏感。这会导致压电传感器无法在强电磁干扰的恶劣环境中工作。而且压电传感器的检测范围与压电元件尺寸近似成反比，特别是对于基于高声频的高分辨率成像，这会导致检测灵敏度不足，从而降低图像的信噪比和保真度。此外，压电传感器通常由声谐振压电陶瓷材料制成，其在谐振频率附近的带宽有限。这就不能真实反映入射超声波的表现，并最终降低了图像的分辨率。因此，在实际应用中迫切需要开发小体积，高灵敏度、宽带宽和高性价比的超声波传感器。
[0004]综上，现有超声探测器存在灵敏度低、带宽窄、空间分辨率低以及声谱探测能力不足等技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于至少一定程度上解决现有技术中的不足，提供一种用于光声内窥成像的光学F
‑
P超声探头，以提升超声探测器的灵敏度、带宽、空间分辨率以及声谱探测能力。
[0006]一种用于光声内窥成像的光学F
‑
P超声探头，包括光纤和F
‑
P谐振器。光纤包括纤芯和包覆纤芯的包层，光纤耦合传输用于激发光声信号的激发光和用于探测信号的探测光；F
‑
P谐振器，形成于光纤的光纤端面，用于反射激发光和探测光至耦合器，以由耦合器解耦分离。
[0007]进一步地，光纤为双包层光纤，双包层光纤包括第一包层和第二包层，第一包层包覆纤芯，第二包层包覆第一包层；激发光在第一包层与纤芯间传输，探测光在第二包层与第一包层间传输。
[0008]进一步地，F
‑
P谐振器包括凹面和波导，凹面在波导上加工形成。
[0009]进一步地，波导包括外壳和波导本体，外壳包覆波导本体，外壳为实心结构或为中
空结构。
[0010]进一步地，波导本体形成于第一设定尺寸的光纤纤芯上，波导的末端加工形成曲率可调的凹面。
[0011]进一步地，凹面和波导镀不同材料的膜，镀膜后的凹面和波导与介质接触面折射率能发生变化。
[0012]进一步地，F
‑
P谐振器的填充材料为光刻胶或为聚二甲基硅氧烷。
[0013]进一步地，F
‑
P谐振器使用双光子聚合工艺和双光子三维光刻机在光纤端面加工形成。
[0014]进一步地，探测光的波长包括1550nm的光波，激发光的波长包括532nm的光波。
[0015]进一步地，波导本体的直径与纤芯的直径一样大，在纤芯处加工形成。
[0016]相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的用于光声内窥成像的光学F
‑
P超声探头，包括：光纤和F
‑
P谐振器，光纤包括纤芯和包覆纤芯的包层，光纤耦合传输用于激发光声信号的激发光和用于探测信号的探测光，F
‑
P谐振器形成于光纤的光纤端面，用于反射激发光和探测光至耦合器，以由耦合器解耦分离，从而实现在探测光声信号时，把两个不同波长的光耦合光纤，一路作为激发光，另一路作为探测光，这样探测和激发耦合在一个光纤里，使得探头更紧凑，体积更小，更适用于光声内窥成像，提升探头的灵敏度、带宽、空间分辨率以及声谱探测能力。
[0017]附图说明
为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1是本专利技术实施例中用于光声内窥成像的光学F
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P超声探头的一个结构示意图；图2是图1中用于光声内窥成像的光学F
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P超声探头的一个剖面结构示意图。
[0019]在附图中，各附图标记表示：1、光纤端面；2、F
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P谐振器；20、凹面；21、波导；210、波导本体；211、外壳。
[0020]具体实施方式
下面详细描述本专利技术的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的方法或具有相同或类似功能的方法。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]请参阅图1
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2，本专利技术实施例提供一种用于光声内窥成像的光学F
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P超声探头，包括光纤和F
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P谐振器2。光纤包括纤芯和包覆纤芯的包层，光纤耦合传输用于激发光声信号
的激发光和用于探测信号的探测光；F
‑
P谐振器2形成于光纤的光纤端面1，用于反射激发光和探测光至耦合器，以由耦合器解耦分离。
[0022]本实施例中，通过将光学F
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P超声探头设置包括：光纤和F
‑
P谐振器2，光纤包括纤芯和包覆纤芯的包层，光纤耦合传输用于激发光声信号的激发光和用于探测信号的探测光，F
‑
P谐振器2形成于光纤的光纤端面1，用于反射激发光和探测光至耦合器，以由耦合器解耦分离，从而实现在探测光声信号时，把两个不同波长的光耦合光纤，一路作为激发光，另一路作为探测光，这样探测和激发耦合在一个光纤里，使得探头更紧凑，体积更小，更适用于光声内窥成像，提升探头的灵敏度、带宽、空间分辨率以及声谱探测能力。需要说明的是，耦合器解耦分离反射回来的激发光和探测光时，可以将激发光和探测光一分为二。
[0023]在一些实施例中，光纤为双包层光纤，双包层光纤包括第一包层和第二包层，第一包层包覆纤芯，第二包层包覆第一包层；激发光在第一包层与纤芯间传输，探测光在第二包层与第一包层间传输。进一步，探测光的波长包括1550nm的光波，激发光的波长包括532nm的光波。进一步，F
‑
P谐振器2包括凹面20和波导21，凹面20在波导21上加工形成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于光声内窥成像的光学F
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P超声探头，其特征在于，包括：光纤，包括纤芯和包覆所述纤芯的包层，所述光纤耦合传输用于激发光声信号的激发光和用于探测信号的探测光；F
‑
P谐振器，形成于所述光纤的光纤端面，用于反射所述激发光和所述探测光至耦合器，以由所述耦合器解耦分离。2.根据权利要求1所述的用于光声内窥成像的光学F
‑
P超声探头，其特征在于，所述光纤为双包层光纤，所述双包层光纤包括第一包层和第二包层，所述第一包层包覆所述纤芯，所述第二包层包覆所述第一包层；所述激发光在所述第一包层与所述纤芯间传输，所述探测光在所述第二包层与所述第一包层间传输。3.根据权利要求1所述的用于光声内窥成像的光学F
‑
P超声探头，其特征在于，所述F
‑
P谐振器包括凹面和波导，所述凹面在所述波导上加工形成。4.根据权利要求3所述的用于光声内窥成像的光学F
‑
P超声探头，其特征在于，所述波导包括外壳和波导本体，所述外壳包覆所述波导本体，所述外壳为实心结构或为中空结构。5.根据权利要求3所述的用于光声内窥成像的光学F
‑
P超声探头，其特征在于，所述波导本体形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：张崇磊，赵朋程，赵超，李培建，宋伟，袁小聪，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：