基于光纤光栅的光声成像系统的研究与应用

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1、ＩＡＸ斜接少＊奇＾ｖＪ。，、ｆＩ专业学位硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ議；论文题目基于光纤光姗的光声成像系统的妍究与应用专业学位类别工程硕壬学号２０１３２２０４０５２３作者姓名张能著－指导教师荣健教授一分类号密级注1UDC学位论文基于光纤光栅的光声成像系统的研究与应用（题名和副题名）张能著（作者姓名）指导教师荣健教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期20160428论文答辩日

2、期20160514学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。StudiesandApplicationofPhotoacousticImagingSystemBasedonFiberBraggGratingAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:ZhangNengzhuSupervisor:Prof.RongJianSchool:SchoolofPhysic

3、alElectronic独剑性声明？本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。？作者签名：日期：年５月任日＿＿＿部喊论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘允许论文被查阅和借阅。本

4、Ａ授权电子科技大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可ｙｘ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存。、汇编学位论文（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）导师签名：作者签名：＾——聲龄曰期：２４年５月化曰摘要摘要光声成像技术作为一种新型无损成像技术，已经受到了社会各界的广泛关注，因为它重建出的图像对比度和分辨率都很高，而在整个工作流程中，超声信号准确无误的接收是非常重要的一个环节。当下，在医学成像领域中，对于超声信号的接收多数采用的是商用超声换能器，但它有着体积大、抗电磁干扰能力弱、不能在高温下作业等缺点，在这种背景下，光纤布拉格光栅可以作为一种新型

5、超声探头来替代现有的超声换能器。基于上述情况，本文对光纤布拉格光栅的传感及解调特性进行了深入的研究，研究其反射式、透射式工作原理，并设计了一套系统用来检测光纤布拉格光栅的带宽，结果显示100KHz到10MHz之间的超声信号都可以被接收到。此外，搭建了一套以光纤布拉格光栅为探头的光声成像系统，并用铅笔芯、头发丝等作为待测物体验证了系统的可行性及稳定性，并对由三个铅笔芯组成的近似等边三角形仿体进行了成像实验，结果显示图像中心位置比较清楚，但边缘位置颇为模糊，分析其原因为两个，其一，图像的边缘位置是由高频超声信号构成的，而光纤布拉格光栅对于高频信号的接收能叫较弱，这就造成了图像边缘模糊的结果；

6、其二，实验所用的延迟叠加算法重建图像时，将仿体边缘反射回来的超声信号和物体发出的超声信号混合到了一起，这也造成了图像边缘的模糊不清。在实验过程中，外界因素如噪声和温度都对光纤布拉格光栅接收超声信号造成了一定的干扰，对此，文中采取了对光纤布拉格光栅进行封装，经过研究分析后，封装材料确定为环氧树脂胶，原因是其杨氏模量和泊松比较低，封装方式为聚合物与金属外壳隔离，因为隔离封装获得的增益倍数更大。分析了封装前后光纤布拉格光栅的光谱，结果显示封装后的光纤布拉格光栅谐振频率向低频移动。分别用封装前和封装后的光纤布拉格光栅对同一个仿体进行成像，对比其成像结果，发现封装后的光纤布拉格光栅重建出的图像效果

7、好于封装前，原因为封装后光纤布拉格光栅上的聚合物对噪声、温度等外界物理量起到了一定的隔离作用。光纤布拉格光栅有着体积小、抗电磁干扰能力强、可在高温下工作等诸多优点，在医用内窥镜方面有着自己独特的优势，还可以与核磁共振成像技术相结合，值得更深入的研究。关键词：光纤布拉格光栅，光声成像，封装，超声信号IABSTRACTABSTRACTPhotoacousticimaging，asanewnoninvasiveimagingtechnol