光声成像理论基础

根据光声现象的基本物理过程,针对非气体介质,首次提出了光声成像理论,光声信号是用剩余压强来描述的,以迅速加热为条件研究了液态光声压强的一个解,对有限体积的物体提出了完备的光声成像再现理论,此理论根据安放在一个半球上的换能器件阵列所测得的压强信号,就能将一物体的辐射能量吸收密度经两步实现三维再现。第一步与三维背后投影法相似,第二步是一个线性变换,这种变换与求解具有对称核的第一类Ｆｒｅｄｈｏｌｍ积分主     

基于增强倏逝波的声透镜光声成像系统设计

光声成像是一种新近迅速发展起来、基于生物组织内部光学吸收差异、以超声作媒介的无损生物光子成像方法。在分析当前光声成像系统中传统声学透镜的倏逝波衰减导致包含图像细节的高频信息丢失的基础上,提出使用负折射透镜,让倏逝波参与成像,突破传统声学透镜的衍射极限,从而大幅提高成像分辨率。同时依据光声效应产生的超声波具有波的特性,在研究中还发展、完善了声学信息系统的相关理论以及三维声成像技术。通过实验对比得到了超越普通声学透镜的生物组织的光声成像效果。     

光声信号亚波长成像分辨率的分析与实现

为提高光声成像的亚波长分辨率,探究了光声信号产生的机理,并对其亚波长分辨率进行了傅里叶分析,发现普通正折射率透镜难以对携带诸多物质细节信息的倏逝波进行成像,通过COMSOL Multiphysics有限元模拟软件对声学超透镜进行建模和仿真,结果发现在该声学透镜对声波的调控作用下,倏逝波在近场区域能够实现较好的成像效果,在对样品进行制备与测试后,实验与仿真效果基本吻合,证实了该声学透镜的实用性。     

基于小波变换的光声成像算法

为了进一步提高光声重建图像的质量,利用小波变换的多维多分辨率特性对光声图像进行消噪,将小波包的分解和重构理论与统计差值相结合对光声图像的细节部分进行增强。由仿真和实验结果表明,重建图像经过小波降噪和图像增强后,其对比度相对滤波反投影算法的光声像得到了明显的提高,其分辨率由0.55 mm提高到0.48 mm,该算法将为病变组织的正确诊断与治疗提供了更高的精度和准确度。     

基于声学散射透镜的低成本光声断层成像方法

光声断层成像需要使用换能器阵列及多通道系统,硬件成本较高,制约了其广泛应用.为降低成本,设计了一种基于声学散射透镜的光声断层成像方法,利用声学多重散射过程中的多路径效应达到增大探测阵列等效数值孔径的作用,从而减少信号探测过程所需换能器数量.通过数值模拟实验,首先分析了散射透镜格林函数的精确测量方法,随后利用四个散射透镜共同作用实现了高质量光声断层成像,并对影响成像质量的相关因素进行了具体研究.提出的散射透镜无须复杂制作工艺或特殊材料,系统只需四个超声换能器即可实现快速成像,可降低光声断层成像系统的硬件成本.     

非聚焦式医学光声成像算法

以光声效应为基础,诠释了基于非聚焦式超声换能器探测模式的光声成像技术,着重讨论目前该领域主要的成像算法,包括逆三维Radon变换、滤波反投影算法、P变换算法等.     

基于光声、热声技术的脑组织结构及功能成像

根据不同组织的光及微波吸收差异，利用光声成像在体观测了小鼠脑皮层血管的分布结构，对由外部针刺所致的脑损伤及脑皮层出血进行高分辨的成像，并利用血管光声信号的强度反映血容量的变化，实现光声脑缺血检测．应用热声成像对小鼠脑部金属异物进行定位检测，结合光声脑皮层血管损伤成像，实现快速异物定位及组织损伤检测双结合的功能成像．实验结果表明光声、热声成像既能显示生物组织的形态结构，又能进行组织内部异物的检测，有望发展成为新型的脑功能成像技术．     

光声成像技术在鸣禽脑中的应用

鸣禽鸣啭学习与记忆机制的研究是当今神经科学领域的一个特色分支,近年来该研究迅猛发展.光声成像是一种新型无损脑功能成像技术.该文首次采用光声成像技术对鸣禽斑胸草雀脑进行研究,以期为揭示鸣禽鸣唱机制提供新的手段.     

光声成像技术引导准确定位的针刺

利用光声成像技术,通过监控所模拟扎针的各种情况,实验验证了光声成像技术应用于引导医生和护士准确定位血管位置从容地扎针的可行性,具有重要的临床应用价值.     

固体中双光子光声信号的产生

对双光子光声效应作了较系统的理论分析，导出了光声效应的波动方程，并求出了固体中双光子光声信号的表达式。     

纳米NiTiO3光声光谱研究

纳米钛酸镍粉末从可见光到近红外范围的光声光谱出现了三个强的吸收峰。４４５ｎｍ和５０５ｎｍ附近的吸收峰产生于自由激子和束缚激子的光跃迁，其变化趋势强烈地依赖于颗粒度大小，８４０ｎｍ处的吸收峰源于杂质的贡献     

导数光声光谱信号处理过程中两端失真问题探讨

探索导数光声光谱信号处理过程中两端失真的问题,以原信号处理程序为基础编写了一套检验程序．经实验检验和理论分析,认为产生两端失真的主要原因出现在对信号的拟合阶段,这个误差很小,一般在图象上不易观察,不会引起人们的注意,而求导则将这一点点误差放大,进一步证明了导数光谱法的高灵敏度．     

X光透镜在同轴X光位相成像中的应用

介绍了同轴X光位相成像的基本原理,说明了位相成像与普通吸收成像的区别;初步研究了X光透镜在位相衬度成像中的应用,利用整体会聚X光透镜将大焦斑光源汇聚为微焦斑,从而使出射的X光满足位相衬度成像所需的空间相干条件,得到了较好的实验结果,为进一步研究X光透镜在该领域的应用打下了基础.     

多径传播的水声信号模拟研究

对海洋水声信道特性进行了分析，阐述了中远距离浅海声环境多径效应的形成机理，构造了适合于计算机实时模拟的水声数据信号数学模型。用计算机模拟实现了通过调节发射信号载波频率及多径效应干扰程度等参数来调整水声信号。     

平面脉冲声波在多孔介质中传播的频移

利用传递函数,得到了平面脉冲声波在传播过程中任意位置处频谱的计算方法,用这种方法可以评价脉冲声波的主频偏移程度。给出了多孔介质中脉冲快纵波主频偏移的数值计算实例。计算结果表明,在一个有限的频带内,介质的声衰减与频率近似成线性关系,脉冲声波的主频偏移与介质的衰减、场点距声源的距离呈正比。该结果有利于利用脉冲声波的主频偏移来评价介质的声衰减     

ON THEORY OF PHOTOACOUSTIC EFFECT WITH SOLIDS: INFLUENCE OF GAS DILATATION

提出了固体－气体光声腔的广义热导方程，并对一维模型进行了严格的理论分析。结果表明，气体膨胀和腔的声阻抗对光声信号有明显的影响。当利用光声信号的频率特性进行定量测量时，这些影响尤为重要。     

聚光镜型大口径菲涅耳透镜的设计理论和研制

建立了一套较完整的大口径聚光镜型菲涅耳透镜设计和分析理论。对制成的透镜进行了误差分析和象质评价。此外,进行了应用开发。     

岩石压人硬度与声发射参数关系的研究

为了查明岩石压入硬度与声发射参数如累计信号数、总能量、峰值RMS(信号均方根值)、积分RMS等之间的关系,在9种不同的岩石中进行了压入试验。结果表明:岩石压入硬度与声发射信号的积分RMS有最好的相关关系。有可能利用积分RMS这一参数来估价岩石压入硬度,并进一步预报岩石可钻性。     

光学透镜的几何像差与偏振性能分析

主要对线偏振光经共轴透镜后偏振状态的变化进行分析，并对透镜的几何像差作简单说明。