用于光声成像的二元声学声透镜的研究

摘要

为了能够实现对光声信号的实时再现,我们提出了一种利用声透镜直接对光声信号聚焦成像的方法,不仅可以对光声信号直接实时成像,而且可以利用时间分辨技术实现层析成像,这将为科研和医疗诊断提供更多有价值的信息,具有广泛的应用前景.本文作了如下工作:1.设计了一种基于二元声学方法的可以消色差的折射/衍射混合声透镜,用折射透镜的球面提供聚焦功能,用表面的浮雕相位波带结构校正轴向色差,并阐述了其消色差的原理.2.利用菲涅耳衍射理论推导出了单频点声源经过单声透镜后的点扩展函数、有一定带宽的点声源经过单声透镜后的点扩展函数,以及有一定带宽的点声源经过我们设计的混合声透镜后的点扩展函数.并对它们作了理论分析和比较,可以看出经过混合声透镜后的点扩展函数得到了明显的改善.3.通过计算机模拟了有一定带宽的点声源通过该混合声透镜后像面上的点扩展函数,并与经单声透镜后的点扩展函数做了比较,可以明显看出点扩展函数弥散斑的改善,可以消除色差对成像质量的影响,从而提高成像系统的分辨率.4.设计了几组实验来测量加工声透镜所必需的参数,通过大量的实验取得了一些有价值的实验数据.

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华南师范大学硕士学位论文答辩合格证明

第1章绪论

§1.1光声概述

§1.1.1光声光谱技术

§1.1.2光声成像技术

§1.2光声成像中图像重组方法的简介与发展趋势

§1.2.1利用滤波反投影算法重建光声图像

§1.2.2利用相控聚焦算法重建光声图像

§1.2.3基于P变换的光声图像重建方法

§1.2.4基于Radon变换的光声成像方法

§1.3本课题的提出

参考文献

第2章折衍混合声透镜的设计原理以及消色差原理

§2.1光声信号的产生

§2.1.1圆柱形光声盒中光声信号的热扩散方程推导

§2.1.2圆柱形光声盒中光声信号的激发

§2.1.3激发的光声信号的简化情况

§2.2光声信号的传播理论

§2.3折衍混合声透镜的设计原理

§2.3.1折衍混合声透镜的结构形式确定

§2.3.2折衍混合声透镜的设计结果

§2.4折射/衍射混合声透镜的消色差原理

§2.5折/衍射混合声透镜的声焦度分配

§2.6小结

参考文献

第3章成像系统的点扩展函数描述

§3.1单声透镜成像理论

§3.1.1单频点声源经过单声透镜后的点扩展函数描述

§3.1.2有一定带宽的点声源经单声透镜成像后的点扩展函数

§3.2混合声透镜的点扩展函数描述

§3.3点扩展函数的模拟结果及比较

§3.4小结

参考文献

第4章折射衍射混合声透镜参数测量的实验设计与结果

§4.1透镜材料的选择

§4.2光声信号主频的测量

§4.3光声信号声速的测量

§4.3.1光声信号在水中传播速度的测量

§4.3.2光声信号在透镜材料中传播速度的测量

§4.4小结

参考文献

第5章结论与展望

参考文献

硕士期间发表论文

致射

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