一种高速大视场的光声显微镜系统及成像方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高速大视场的光声显微镜系统及成像方法。该系统包括承载装置、激发光发生装置、物镜、探测光发生装置、光学表面波传感器及全反射膜；其中，处理和控制装置用于控制激发光束和探测光束移动，使激发光束和探测光束共轴同步运动；全反射膜用于全反射探测光束，使探测光束按原光路方向全反射，处理和控制装置还用于对探测光束进行分束、光声信号合成和图像重建处理，得到目标图像。该系统基于光学表面波传感器的光声检测原理，实现光声信号的高灵敏度、大带宽探测目的，同时提升成像的信噪比和深度分辨率，并通过控制激发光束和探测光束实现两光束共轴、同步、快速扫描组织样本的目的，能够极大程度地缩短成像时间、增大成像视场。增大成像视场。增大成像视场。

【技术实现步骤摘要】
一种高速大视场的光声显微镜系统及成像方法


[0001]本专利技术涉及显微成像领域，尤其涉及一种高速大视场的光声显微镜系统及成像方法。

技术介绍

[0002]目前机械扫描方式在光声成像中因为精密位移平台的局限性以及光声成像的精度需求，存在成像速度慢，成像耗时长的问题。为此，光声成像技术采用振镜等快速光学扫描机制以提高成像速度，快速光声成像技术展现出较多优势促使众多高校学者投向该领域，比如，华南师范大学开展了基于振镜扫描的光学成像技术用于细胞和血管成像，由振镜和光学显微镜以及超声探测器组成的系统用于体老鼠耳部血管成像,清晰的重建了老鼠耳部血管的光声图像；2009年，威斯康星大学和南加州大学学者合作，专利技术了一种激光扫描光学分辨率光声显微镜，保持超声换能器不动，利用X
‑
Y振镜扫描仪仅对激光进行光栅扫描获取图像。
[0003]然而，在基于光学扫描的光声显微成像技术中，绝大数系统采用非聚焦型的压电超声换能器，存在带宽窄和探测视角小的不足，导致深度分辨率差和视场狭小的缺陷，这些缺陷限制了光声成像技术在生物医学领域中的应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种高速大视场的光声显微镜系统及成像方法，旨在解决现有光声显微成像技术存在深度分辨率差和视场狭小、且成像的速度较慢的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：提供一种高速大视场的光声显微镜系统，其包括：
[0006]承载装置，用于承载装置组织样本以及去离子水层，其中，所述组织样本浸入所述去离子水层；
[0007]激发光发生装置，用于产生激发光束；
[0008]物镜，用于对所述激发光束进行聚焦，使所述激发光束经过所述承载装置入射到组织样本上，其中，所述组织样本在激发光束的激发下发出超声信号；
[0009]探测光发生装置，用于产生探测光束；
[0010]处理和控制装置，用于控制所述激发光束和探测光束移动，使所述激发光束和探测光束共轴同步运动；
[0011]光学表面波传感器，用于接收入探测光束，其中，所述探测光束经过所述光学表面波传感器一侧入射到所述光学表面波传感器的底部，并反射至所述光学表面波传感器另一侧，所述探测光束用于接收所述超声信号；
[0012]全反射膜，用于全反射所述探测光束，使所述探测光束按原光路方向全反射，其中，所述全反射膜设置于所述光学表面波传感器另一侧；
[0013]所述处理和控制装置，还用于接收返回的探测光束，并对所述探测光束进行分束、
光声信号合成和图像重建处理，得到目标图像。
[0014]另外，本专利技术要解决的技术问题是还在于提供一种采用如上所述的高速大视场的光声显微镜系统的成像方法，其包括：
[0015]所述激发光发生装置输出激发光束，所述探测光发生装置输出探测光束；
[0016]所述物镜对所述激发光束进行聚焦，使所述激发光束经过所述承载装置入射到组织样本上，其中，所述组织样本在激发光束的激发下发出超声信号；
[0017]所述处理和控制装置控制激发光束和探测光束移动，使所述激发光束和探测光束共轴同步运动；
[0018]所述光学表面波传感器接收所述探测光束，其中，所述探测光束经过所述光学表面波传感器一侧入射到所述光学表面波传感器的底部，并反射至所述光学表面波传感器另一侧，所述探测光束用于接收所述超声信号；
[0019]所述全反射膜全反射所述探测光束，使所述探测光束按原光路方向全反射，其中，所述全反射膜设置于所述光学表面波传感器另一侧；
[0020]所述处理和控制装置接收返回的所述探测光束并进行分束、光声信号合成和图像重建处理，得到目标图像。
[0021]本专利技术实施例公开了一种高速大视场的光声显微镜系统及成像方法，其中，系统包括：承载装置，用于承载装置组织样本以及去离子水层，其中，所述组织样本浸入所述去离子水层；激发光发生装置，用于产生激发光束；物镜，用于对所述激发光束进行聚焦，使所述激发光束经过所述承载装置入射到组织样本上，其中，所述组织样本在激发光束的激发下发出超声信号；探测光发生装置，用于产生探测光束；处理和控制装置，用于控制所述激发光束和探测光束移动，使所述激发光束和探测光束共轴同步运动；光学表面波传感器，用于接收入探测光束，其中，所述探测光束经过所述光学表面波传感器一侧入射到所述光学表面波传感器的底部，并反射至所述光学表面波传感器另一侧，所述探测光束用于接收所述超声信号；全反射膜，用于全反射所述探测光束，使所述探测光束按原光路方向全反射，其中，所述全反射膜设置于所述光学表面波传感器另一侧；所述处理和控制装置，还用于接收返回的探测光束，并对所述探测光束进行分束、光声信号合成和图像重建处理，得到目标图像。
[0022]该系统基于光学表面波传感器的光声检测原理，实现光声信号的高灵敏度、大带宽探测，提升光声显微成像的信噪比和深度分辨率，同时，通过控制激发光束和探测光束这两束光束的共轴、同步、快速扫描，极大程度地缩短了成像时间、增大了成像视场。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本专利技术实施例提供的高速大视场的光声显微镜系统的结构示意图；
[0025]图2为本专利技术实施例提供的高速大视场的光声显微镜系统的成像方法的流程示意图。
[0026]附图标记说明：
[0027]1、承载装置；2、激发光发生装置；3、物镜；4、探测光发生装置；5、光学表面波传感器；6、第一组光学振镜；7、控制器；8、第二组光学振镜；9、第一偏振片；10、第一半波片；11、第五反射镜；12、第三透镜；13、第一分束装置；14、第二分束装置；15、第一检偏器；16、第二检偏器；17、第一反射镜；18、第二反射镜；19、第三反射镜；20、第四反射镜；21、第一透镜；22、第二透镜；23、差分探测器；24、处理终端；25、第二偏振片；26、第二半波片；27、全反射膜。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
[0029]应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0030]还应当理解，在此本专利技术说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本专利技术。如在本专利技术说明书和所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高速大视场的光声显微镜系统，其特征在于，包括：承载装置，用于承载装置组织样本以及去离子水层，其中，所述组织样本浸入所述去离子水层；激发光发生装置，用于产生激发光束；物镜，用于对所述激发光束进行聚焦，使所述激发光束经过所述承载装置入射到组织样本上，其中，所述组织样本在激发光束的激发下发出超声信号；探测光发生装置，用于产生探测光束；处理和控制装置，用于控制所述激发光束和探测光束移动，使所述激发光束和探测光束共轴同步运动；光学表面波传感器，用于接收探测光束，其中，所述探测光束经过所述光学表面波传感器一侧入射到所述光学表面波传感器的底部，并反射至所述光学表面波传感器另一侧，所述探测光束用于接收所述超声信号；全反射膜，用于全反射所述探测光束，使所述探测光束按原光路方向全反射，其中，所述全反射膜设置于所述光学表面波传感器另一侧；所述处理和控制装置，还用于接收返回的探测光束，并对所述探测光束进行分束、光声信号合成和图像重建处理，得到目标图像。2.根据权利要求1所述的高速大视场的光声显微镜系统，其特征在于，所述处理和控制装置包括第一组光学振镜、与所述第一组光学振镜信号连接的控制器，所述第一组光学振镜位于所述激发光发生装置和物镜之间，所述控制器用于基于移动指令控制所述第一组光学振镜移动。3.根据权利要求2所述的高速大视场的光声显微镜系统，其特征在于，所述处理和控制装置还包括与所述控制器信号连接的第二组光学振镜，所述第二组光学振镜位于所述探测光发生装置与光学表面波传感器之间，所述控制器还用于基于移动指令控制所述第二组光学振镜移动。4.根据权利要求2所述的高速大视场的光声显微镜系统，其特征在于，所述激发光发生装置与所述第一组光学振镜之间沿光路方向依次设置有若干个偏振片、半波片、反射镜以及透镜，其中，所述透镜用于对所述激发光束进行扩束。5.根据权利要求3所述的高速大视场的光声显微镜系统，其特征在于，所述处理和控制装置还包括第一分束装置、第二分束装置、第一检偏器、第二检偏器、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜、第一透镜和第二透镜、差分探测器和处理终端；所述第一分束装置位于所述第二组光学振镜与探测光发生装置之间；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋伟，杨一帆，袁小聪，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：