散射介质中脉冲超声作用下调制光的产生与传输

摘要

超声调制光学成像术属于声．光相互作用成像术的一个分支，该技术以超声场作用于被研究介质的局部区域，研究通过超声区域的光信号，从而提取该局部区域介质的信息，是一种有前途的无损的生物组织成像技术。一旦该技术走向实用化，将对乳腺疾病检查的普及和乳腺癌的早期诊断、血糖浓度的检测等具有重大的意义。 目前，该技术的研究大多只停留在模拟试验，离临床应用还有很长一段路程要走，而且生物组织内的声光作用机制、超声调制信号在散射介质中的传播规律以及超声波作用对光场和对组织光学性质的影响等等都还处在研究阶段。 本论文主要致力于基础方面的研究工作： 从光在生物组织中的传输理论与玻耳兹曼(Boltzmann)传输方程出发，研究了漫射理论中传输方程最简单的漫射解；介绍了超声波的特点以及脉冲超声波的声场计算方法，并分析了聚焦超声系统的主要应用；总结了目前国内外超声调制光学成像术的研究进展情况及存在的主要问题，并分析了目前用于研究超声调制光学成像术的主要机制、理论基础以及研究方法等。 根据已经提出的实验经验公式，通过具体的实验研究散射介质中脉冲超声作用下调制光的产生，分析了影响超声调制信号及调制深度的因素，包括接收调制光的探测器的孔径、脉冲超声波的功率强度、频率以及脉冲重复频率等。 结合本实验室小组的理论，在理论上研究了超声调制光在散射介质中的传播规律，得到了由实际测量计算得到的调制深度M与理论中的真实的调制深度M值之间的关系式；并通过具体实验分析了在不同浓度模拟液的散射介质中脉冲超声作用下调制光的传输情况，特别是由实际测量计算得到的调制深度M’值与调制信号在模拟液中传输距离的关系。

目录

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摘要

中文文摘

第1章绪论

1.1引言

1.2光声结合用于生物组织的光学成像

1.3光声结合用于生物组织光学成像的发展前景

1.4本论文主要工作

第2章超声调制光学成像术研究

2.1引言

2.2光在生物组织中的传输理论与玻耳兹曼(Boltzmann)传输方程

2.3超声调制光学成像术

2.4本章小结

第3章散射介质中脉冲超声作用下调制光的产生

3.1引言

3.2实验仪器介绍

3.3实验内容与结果

3.4本章小结

第4章散射介质中脉冲超声作用下调制光的传输

4.1引言

4.2聚焦超声场作下散射光的传输

4.3实验研究与结果

4.4本章小结

第5章结束语

参考文献

攻读学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

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