【技术实现步骤摘要】
本申请涉及超声波检测与光声成像，具体涉及一种封装微棒腔、超声波检测与光声成像装置。
技术介绍
1、超声波是一种十分重要的信息载体和能量载体，超声波检测技术已经成为目前使用最广泛且发展最快的无损检测技术之一，在石油、医疗、核工业、航空航天、交通、机械等多种行业都有重要的应用，并发展出超声b/c扫描检测、导波检测、激光超声探测、相控阵以及非线性声学检测等各种不同的检测方式。根据超声的频段可以对应用做如下划分:
2、1，医学超声成像系统：频率一般为1-20mhz；
3、2，工业探伤：对于金属、模具、液晶屏等材料，探伤所用超声频率一般在0.5-10mhz之间，对于尺度更小的缺陷，需要使用更高频的超声波和更灵敏的探测器；
4、3，光声成像：一般在5-200mhz，对灵敏度有一定要求；
5、4，空气超声耦合：1mhz以下，用于测量厚度，距离，流速等。
6、其中，光声成像是将组织的光学吸收转化为超声信号并进行探测的一种成像方式，在生物医学领域具有巨大的应用前景。光声成像结合了组织对光吸收的高对比度和声波在组织中低散射的两个优点，可以应用于生物活体成像中，可以获得生物组织的结构信息、功能信息。
7、上述提及的检测方式和相关应用基本都是以压电换能器为基础来实现的，通过压电效应将声学信号转化为电学信号进行测量。压电换能器的灵敏度取决于材料的压电系数和器件尺寸，一般尺寸越大，灵敏度越高。由于材料压电系数是恒定且偏小的，对于有效尺寸一定的换能器，其灵敏度十分受限。例如onda公司的
8、近年来，光学传感器由于具有尺寸小、灵敏度高、带宽大和响应快等优势，在光声成像等生物医学探测领域引起广泛关注。利用光学方法探测声波，原理上依赖于光与声的相互作用，相互作用越强，探测灵敏度越高。光学微腔具有高品质因子和小模式体积，可以从时间和空间上对光场进行束缚，显著增强光与声的相互作用，是超灵敏超声检测的绝佳平台。基于光学微腔的超声探测器，相比于压电换能器和一般的光学方法具有高灵敏度、高探测带宽、易于集成、高接收孔径角等优势。根据光场束缚方式的不同，光学微腔分为回音壁模式微腔，法布里珀罗(fp)微腔，光子晶体腔等。回音壁模式光学微腔通过全内反射将光束缚在微腔界面内，具有高品质因子和小模式体积。目前已实现了不同结构的回音壁模式光学微腔的制备，比如微球腔，微盘腔，微棒腔，微泡腔等。
9、基于光学微腔的超声探测器灵敏度主要取决于光学模式的品质因子q以及腔体材料，因此提升微腔模式q值在声波传感中十分重要。高品质因子的回音壁微腔制备方法主要包括化学刻蚀和熔融制备。传统的片上回音壁光学微腔主要采用的是半导体光刻工艺结合特定材料相关的刻蚀方法。基于刻蚀法制备过程复杂，制备流程过长，得到的回音壁光学微腔品质因子往往也比较低(品质因子一般低于107)。利用二氧化碳激光器对高纯度的石英棒进行熔融制备得到的微棒腔可以实现超高的品质因子。首先利用高功率的二氧化碳激光对二氧化硅石英棒进行烧蚀熔融，再降低二氧化碳激光功率对微腔表面进行回流处理，从而制备了品质因子超过109的二氧化硅微棒腔。熔融法具有制备简单，制备速度快，并且能实现超高品质因子等优势。
10、稳定性是一个器件进行应用的基础，良好的性能是一个器件得到认可的必要条件。光学微腔和光纤锥的耦合系统抗外界干扰能力较弱,容易被灰尘污染，同时光纤锥非常脆弱容易折断。目前也有一些方案来对微腔与光纤耦合的空间进行保护，例如在实验台上加防护罩，以及使用一些特制的金属或其他硬质材料的外壳使得微腔的耦合区域成为一个独立的空间，减少外界环境的影响。但是这些方案中，微腔与光纤之间仅仅是在空气中物理贴合，如果有较大的振动，或是管壳受热膨胀拉伸，耦合光纤很可能会偏移从而脱离耦合态。
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种封装微棒腔，用以解决现有技术中存在的采用物理贴合方式形成的光学微腔与近场耦合器的耦合系统的稳定性差的技术问题。
2、本申请实施例提供一种封装微棒腔，包括：
3、光学微腔和近场耦合器，所述光学微腔与所述近场耦合器处于目标耦合位置，所述目标耦合位置为使得所述光学微腔与所述近场耦合器处于临界耦合下的耦合位置；
4、封装体，所述封装体由包容整个所述光学微腔和所述近场耦合器的聚合物构成，所述聚合物的折射率低于所述近场耦合器和所述光学微腔的折射率。
5、根据本申请实施例提供的封装微棒腔，所述封装体是采用点胶的方法用所述聚合物完全包容整个所述光学微腔和所述近场耦合器得到的，若点胶过程对所述光学微腔和所述近场耦合器的耦合位置产生了影响，则对所述光学微腔和所述近场耦合器之间的耦合位置进行微调，直至所述光学微腔和所述近场耦合器处于所述目标耦合位置。
6、根据本申请实施例提供的封装微棒腔，还包括：
7、外壳，用于封装所述封装体；
8、其中，所述外壳包括第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽用于放置所述光学微腔，所述第二凹槽用于放置所述近场耦合器。
9、根据本申请实施例提供的封装微棒腔，所述近场耦合器采用锥型光纤耦合器。
10、根据本申请实施例提供的封装微棒腔，所述聚合物采用折射率为1.33的胶水。
11、本申请实施例还提供一种超声波检测装置，采用上述任一所述的封装微棒腔，包括：
12、第一光源，与所述近场耦合器的输入端连接，用于为所述近场耦合器提供输入光源信号；
13、光检测器，与所述近场耦合器的输出端连接，用于检测所述近场耦合器的输出端的输出光源信号；
14、滤波器，与所述光检测器的输出端连接，用于对所述输出光源信号进行滤波；
15、示波器，分别与所述光检测器和所述滤波器的输出端连接，用于在所述第一光源将目标波长的输入光源信号输入到所述近场耦合器的输入端，并且，待测超声波传播到所述光学微腔的情况下，根据所述光检测器检测到的所述输出光源信号，得到所述光学微腔的透射光谱，以及根据滤波后的输出信号得到光强抖动信号，所述目标波长是根据所述透射光谱上具有最大斜率的点所对应的波长确定的，所述待检测超声波的频率和强度是根据光强抖动信号确定的。
16、本申请实施例还提供一种光声成像装置，采用上述任一所述的封装微棒腔，包括：
17、第二光源，用于为待成像样品提供脉冲光源，所述脉冲光源用于照射所述待成像样品；
18、光检测器，与所述近场耦合器的输出端连接，用于在脉冲光源照射所述待成像样品的情况下，检测所述待成像样品在各个位置时，所述近场耦合器的输出端的光声信号；
19、光声成像模块，与所述光检测本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种封装微棒腔，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的封装微棒腔，其特征在于，所述封装体是采用点胶的方法用所述聚合物完全包容整个所述光学微腔和所述近场耦合器得到的，若点胶过程对所述光学微腔和所述近场耦合器的耦合位置产生了影响，则对所述光学微腔和所述近场耦合器之间的耦合位置进行微调，直至所述光学微腔和所述近场耦合器处于所述目标耦合位置。
3.根据权利要求1所述的封装微棒腔，其特征在于，还包括：
4.根据权利要求1-3任一项所述的封装微棒腔，其特征在于，所述近场耦合器采用锥型光纤耦合器。
5.根据权利要求1-3任一项所述的封装微棒腔，其特征在于，所述聚合物采用折射率为1.33的胶水。
6.一种超声波检测装置，其特征在于，采用如权利要求1-5任一项所述的封装微棒腔，包括：
7.一种光声成像装置，其特征在于，采用如权利要求1-5任一项所述的封装微棒腔，包括：
8.根据权利要求7所述的光声成像装置，其特征在于，所述封装微棒腔和所述待成像样品之间利用超声耦合胶填充。
9.根据权利要求7所
10.根据权利要求7-9任一项所述的光声成像装置，其特征在于，还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种封装微棒腔，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的封装微棒腔，其特征在于，所述封装体是采用点胶的方法用所述聚合物完全包容整个所述光学微腔和所述近场耦合器得到的，若点胶过程对所述光学微腔和所述近场耦合器的耦合位置产生了影响，则对所述光学微腔和所述近场耦合器之间的耦合位置进行微调，直至所述光学微腔和所述近场耦合器处于所述目标耦合位置。
3.根据权利要求1所述的封装微棒腔，其特征在于，还包括：
4.根据权利要求1-3任一项所述的封装微棒腔，其特征在于，所述近场耦合器采用锥型光纤耦合器。
5.根据权利要求1...
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