關(guān)聯(lián)層析方法和裝置制造方法
【專利摘要】一種關(guān)聯(lián)層析方法和裝置，該方法包括下列步驟：①固定樣品；②激光器發(fā)出一束激光照射到樣品上，超聲波發(fā)射器發(fā)出的超聲也作用到樣品上；③從熱光源或贗熱光源出射的一束物光經(jīng)過位相共軛鏡反射后照射到樣品上，經(jīng)樣品內(nèi)傳播后再出射，出射光用光強(qiáng)探測器探測，獲得第一組信號光；④從熱光源或者贗熱源發(fā)出的另一束參考光由空間分辨能力的探測器探測獲得第二組信號光；或者根據(jù)已知的贗熱源統(tǒng)計(jì)分布計(jì)算獲得第二組信號光；⑤兩組信號進(jìn)行關(guān)聯(lián)運(yùn)算給出關(guān)聯(lián)層析圖像。本發(fā)明可以得到超聲焦點(diǎn)處的關(guān)聯(lián)成像。關(guān)聯(lián)層析可以動態(tài)無損地獲取生物軟組織內(nèi)部光學(xué)分辨率的光學(xué)成像。
【專利說明】關(guān)聯(lián)層析方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)成像，特別是一種關(guān)聯(lián)層析方法和裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]時間反演超聲輔助光學(xué)聚焦方法首次實(shí)現(xiàn)了動態(tài)、無損地匯聚光到生物軟組織內(nèi)。用該方法進(jìn)行生物組織內(nèi)的光學(xué)層析也受到了廣泛的關(guān)注，一些文章和專利披露了相關(guān)的研究工作進(jìn)展。在此我們以專利US8450674B2“Acoustic assisted phase conjugateoptical tomography (超聲輔助位相共軛光學(xué)層析)”為例簡要分析一下現(xiàn)有技術(shù)方案存在的問題。
[0003]專利US8450674B2披露了一種對內(nèi)部埋藏有一個或多個熒光媒介的樣品進(jìn)行層析的光學(xué)顯微鏡方法和系統(tǒng)，該系統(tǒng)的特征在于，包含一個被測樣品和一臺激光器，激光器發(fā)出的激光照射到樣品上；一個超聲源，超聲源向樣品發(fā)射超聲并在其內(nèi)部形成一個超聲焦點(diǎn)，在此焦點(diǎn)處，超聲會調(diào)制穿過的光的頻率，從而產(chǎn)生一個頻率調(diào)制過的光束；一個數(shù)字位相共軛鏡，可以反射從激光器發(fā)出的參考光束而產(chǎn)生頻率調(diào)制光波的位相共軛波前；還有一個探測器，用于探測共軛波前匯聚到樣品內(nèi)而激發(fā)的熒光信號進(jìn)行成像。該發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)和原理如圖1所示。入射激光401 (例如，Crystal Laser Rubicon,波長532nm,脈寬20ns,重復(fù)頻率IkHz,又或者是SpectraPhysics Navigator,波長范圍532_533nm，當(dāng)波長選擇532nm時，脈寬7ns，重復(fù)頻率20kHz)照射到樣品I上。樣品是由兩層生物組織模體102夾著熒光目標(biāo)物體101(例如，一種熒光燃料，激發(fā)/發(fā)射峰是532/554nm)組成。同時，脈沖超聲(例如，焦斑寬100微米)發(fā)射到樣品I上，調(diào)節(jié)熒光物質(zhì)到超聲焦點(diǎn)201處。脈沖轉(zhuǎn)換器 204(例如，Olympus V313-SM, 15MHz,或者 Olympus V3330, 50MHz)由函數(shù)發(fā)生器202和信號放大器203驅(qū)動，PC計(jì)算機(jī)控制激光脈沖和超聲脈沖的同步以及數(shù)字式位相共軛鏡3對波前的記錄和反演。位相共軛波前聚焦到超聲焦點(diǎn)而激發(fā)出的熒光405從樣品出射，出射光經(jīng)過濾波收集到達(dá)探測器5，給出采集信號。其中，數(shù)字式位相共軛鏡的基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。
[0004]從樣品出射的散射波前403和從激光器出射光束分離出來的一束參考光束406在CCD上形成穩(wěn)定的干涉圖案，讀取干涉圖案并計(jì)算提取散射波前?？臻g光調(diào)制器(spatiallight modulator,簡稱為SLM)與電荷稱合兀件相機(jī)(charge-coupled device,簡稱為CCD)之間滿足嚴(yán)格的鏡像對稱，調(diào)節(jié)SLM的像素使之和計(jì)算得到的CCD上的波前分布同樣滿足鏡像對稱?？瞻坠庹丈銼LM，反射波前404就是光學(xué)位相共軛輸出。
[0005]這一方法可以突破散射限制，在生物軟組織的彌散區(qū)域內(nèi)進(jìn)行光學(xué)成像，并且成像深度動態(tài)可調(diào)，無損傷，可以實(shí)現(xiàn)生物軟組織內(nèi)的熒光成像。存在的問題是成像的分辨率是超聲分辨率。
[0006]專利US8450674B2的核心技術(shù)是時間反演超聲調(diào)制光學(xué)聚焦((Hongl inLiu*, Xiao Xu*)and Lihong V.Wang.Time-reversed ultrasonically encoded opticalfocusing into turbid media.Nature Photonics, 5，154-157 (2011).),即利用超聲調(diào)制散射光的頻率，在超聲的焦點(diǎn)位置創(chuàng)造一個頻率調(diào)制光的虛擬源，在樣品外記錄該虛擬源所發(fā)出的散射光的波前，位相共軛散射波前回到虛擬源位置實(shí)現(xiàn)了光在散射體內(nèi)的聚焦。專利US8450674B2把這一技術(shù)應(yīng)用到對軟組織內(nèi)的熒光團(tuán)物質(zhì)進(jìn)行成像。顯然，時間反演超聲調(diào)制光學(xué)聚焦技術(shù)對虛擬源和位相共軛鏡之間的頻率調(diào)制光的散射過程可以追溯而使之透明化。但從虛擬源再出射時，光又將經(jīng)歷一個隨機(jī)散射過程，丟失所攜帶的位置信息，從而失去定位功能，只能給出熒光的強(qiáng)度信息，且分辨率由超聲焦點(diǎn)決定。必須掃描超聲焦點(diǎn)記錄對應(yīng)的熒光強(qiáng)度，掃描強(qiáng)度的變化中反映了結(jié)構(gòu)和/或成分的變化。
[0007]在經(jīng)典熱光源后者贗熱光源的關(guān)聯(lián)成像裝置中，入射的(贗)熱光源被分為兩束，物體放置在其中一束物光路，用沒有空間分辨能力的一個點(diǎn)或者面探測器收集經(jīng)過物體衍射的光，另一束光參考光照射在有空間分辨能力的探測器，例如CCD上，對兩組信號做關(guān)聯(lián)運(yùn)算可以得到物體的相干成像。已經(jīng)證明關(guān)聯(lián)成像具有散射抑制作用(ffenlin Gong and Shensheng Han.Correlated imaging in scattering media, OpticsLetters, 36，394(2011).)，即，經(jīng)物體衍射后的光在到達(dá)探測器前所經(jīng)歷的散射不會明顯地降低關(guān)聯(lián)成像的成像質(zhì)量。但光在到達(dá)目標(biāo)區(qū)域前所經(jīng)歷的散射過程會削弱物光路和參考光之間的關(guān)聯(lián)性，從而降低成像質(zhì)量。換言之，關(guān)聯(lián)成像抑制了后續(xù)散射，等效透明了后續(xù)散射介質(zhì)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是要解決生物軟組織內(nèi)光學(xué)成像深度和分辨率受限于散射的問題，提供一種關(guān)聯(lián)層析裝置和方法，以實(shí)現(xiàn)生物軟組織內(nèi)，尤其是在散射彌散區(qū)域內(nèi)的光學(xué)分辨成像，并且要求該成像方法是無損的。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:
[0010]一種關(guān)聯(lián)層析方法，特點(diǎn)在于該方法包括下列步驟:
[0011]①固定樣品；
[0012]②激光器發(fā)出一束激光照射到樣品上，同時，超聲波發(fā)射器發(fā)出的超聲也作用到樣品上，位相共軛鏡記錄從樣品出射的經(jīng)過光聲調(diào)制的散射光波前；
[0013]③從熱光源或贗熱光源出射的一束物光經(jīng)過位相共軛鏡反射后照射到樣品上，經(jīng)樣品內(nèi)傳播后再出射，出射光用光強(qiáng)探測器探測，獲得第一組信號光；
[0014]④從熱光源或者贗熱源發(fā)出的另一束參考光用一個有空間分辨能力的探測器探測獲得第二組信號光；或者根據(jù)已知的贗熱源統(tǒng)計(jì)分布計(jì)算獲得第二組信號光；
[0015]⑤兩組信號進(jìn)行關(guān)聯(lián)運(yùn)算給出關(guān)聯(lián)層析圖像。
[0016]用于上述的關(guān)聯(lián)層析方法的關(guān)聯(lián)層析裝置，特點(diǎn)在于其構(gòu)成包括超聲波發(fā)射器、位相共軛鏡、激光器、光強(qiáng)探測器、空間分辨能力的探測器、熱光源或贗熱光源和強(qiáng)度關(guān)聯(lián)運(yùn)算器，所述的激光器發(fā)出的激光照射到樣品上，所述的超聲波發(fā)射器發(fā)出的超聲也作用到樣品上，在樣品內(nèi)超聲焦點(diǎn)處超聲和散射的激光發(fā)生聲光相互作用，調(diào)制光的頻率獲得頻率調(diào)制光，從樣品出射的頻率調(diào)制光照射到位相共軛鏡上，所述的熱光源或者贗熱源發(fā)出的光被分束器分為透射光和反射光，在所述的透射光方向是所述的空間分辨能力的探測器，所述的反射光束方向是所述的位相共軛鏡，在所述的樣品外還有光強(qiáng)探測器，所述的光強(qiáng)探測器和空間分辨能力的探測器的輸出端與關(guān)聯(lián)運(yùn)算器的輸入端相連。
[0017]所述的激光波長范圍包含可見光和近紅外。
[0018]所述的熱光或者贗熱光的波長與頻率調(diào)制光相同。
[0019]所述的超聲波的波長范圍在1ΜΗζ-150ΜΗζ之間，超聲波發(fā)射器的出射端口，即超聲轉(zhuǎn)換器的口徑和焦長可以選擇。
[0020]所述的激光、超聲、熱光源或者贗熱光源分別有連續(xù)和脈沖兩種模式可選，根據(jù)需要進(jìn)行組合，選擇脈沖方式時，需要考慮儀器間的同步問題。
[0021 ] 所述的位相共軛鏡的選擇范圍包含數(shù)字式位相共軛鏡、光折射晶體、光折射聚合物或其他新型材料共軛鏡，
[0022]所述的激光器和位相共軛鏡在樣品的兩對側(cè)或同一側(cè)。
[0023]所述的熱光源是統(tǒng)計(jì)漲落已知的贗熱源，則所述的空間分辨能力的探測器省去。
[0024]所述的位相共軛鏡和反射強(qiáng)度隨機(jī)調(diào)制機(jī)構(gòu)在一起。
[0025]本發(fā)明的技術(shù)效果:
[0026]1、由于非輻射安全并且攜帶生化信息，生物軟組織內(nèi)的光學(xué)成像一直是研究的熱點(diǎn)。但目前主要的技術(shù)手段都無法同時在成像深度、分辨率和探測效率等方面給出理想的答案。本發(fā)明使組織內(nèi)的成像的分辨率達(dá)到光學(xué)分辨率，實(shí)現(xiàn)了軟組織內(nèi)的光學(xué)顯微。由于光學(xué)信號含有生化信息，關(guān)聯(lián)層析不僅可以直接對軟組織內(nèi)部的結(jié)構(gòu)成像，還含有功能信息，可以用于虛擬光學(xué)活檢，幫助分辨疾病的生理和病理?xiàng)l件(Chen-Kun Tsai etal.Virtual optical b1psy of human adipocytes with third harmonic generat1nmicroscopy.B1medical Optics Express, 4，178 (2013).)。結(jié)合染料、突光團(tuán)、報告基因等標(biāo)記物質(zhì)，更可以對活體生物組織的功能和代謝過程進(jìn)行研究。
[0027]2、生物軟組織以外，關(guān)聯(lián)層析也可以應(yīng)用到膠體物質(zhì)、渾濁的水體等準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)散射和湍流介質(zhì)的研究中，提供了強(qiáng)有力的工具。這種方法不使用有輻射的射線、無輻射危害、成本低廉，在臨床和實(shí)驗(yàn)室有著廣泛的應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是超聲輔助位相共軛光學(xué)層析原理圖。
[0029]圖2是數(shù)字式位相共軛鏡原理，a)波前記錄，b)波前反演。
[0030]圖3是本發(fā)明關(guān)聯(lián)層析裝置示意圖。
[0031]圖4是光敏材料共軛鏡原理，a)波前記錄，b)波前反演。
[0032]圖5是本發(fā)明關(guān)聯(lián)層析方法的流程圖。
[0033]圖6是單臂贗熱源關(guān)聯(lián)層析原理圖。
[0034]圖7是半反射式關(guān)聯(lián)層析原理圖。
[0035]圖8是全反射式關(guān)聯(lián)層析原理圖。
[0036]圖9是波前共軛和贗熱隨機(jī)耦合的關(guān)聯(lián)層析原理圖。
[0037]圖10是透射式關(guān)聯(lián)層析實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。
[0038]圖11是單臂關(guān)聯(lián)層析實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。
[0039]圖中:1 -樣品2 -超聲波發(fā)射器201 -超聲焦點(diǎn)202 -函數(shù)發(fā)生器203 -信號放大器204 -超聲轉(zhuǎn)換器3 -位相共軛鏡4 -激光器401 -入射激光束402 -入射激光在樣品內(nèi)的彌散光403 -調(diào)制散射光404 -位相共軛光或含位相共軛信息的熱光/贗熱光405 -濾波后的突光406 -參考激光束5-光強(qiáng)探測器6-有空間分辨能力的光強(qiáng)探測器7-分束器8-統(tǒng)計(jì)漲落光源，如熱光源、贗熱源等9-出射光束10-強(qiáng)度關(guān)聯(lián)運(yùn)算器11-光折射晶體12-共軛參考光束13-復(fù)合共軛和偽隨機(jī)反射鏡14-雙色分束器15 —濾波片16 -透鏡

【具體實(shí)施方式】
[0040]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，關(guān)聯(lián)層析的基本原理如圖3所示。
[0041]先請參閱圖5，圖5是本發(fā)明關(guān)聯(lián)層析方法的流程圖。由圖可見，本發(fā)明關(guān)聯(lián)
[0042]層析方法，該方法包括下列步驟:
[0043]①固定樣品I ;
[0044]②激光器4發(fā)出一束激光照射到樣品I上，同時,超聲波發(fā)射器2發(fā)出的超聲也作用到樣品上，位相共軛鏡3記錄從樣品出射的經(jīng)過光聲調(diào)制的散射光波前；
[0045]③從熱光源或贗熱光源8出射的一束物光經(jīng)過位相共軛鏡3反射后照射到樣品I上，經(jīng)樣品I內(nèi)傳播后再出射，出射光用光強(qiáng)探測器5探測，獲得第一組信號光；
[0046]④從熱光源或者贗熱源發(fā)出的另一束參考光用一個有空間分辨能力的探測器6探測獲得第二組信號光；或者根據(jù)已知的贗熱源統(tǒng)計(jì)分布計(jì)算獲得第二組信號光；
[0047]⑤兩組信號經(jīng)關(guān)聯(lián)運(yùn)算給出關(guān)聯(lián)層析圖像。
[0048]參閱圖3，圖3是本發(fā)明關(guān)聯(lián)層析裝置示意圖。由圖可見，本發(fā)明關(guān)聯(lián)層析裝置，構(gòu)成包括超聲波發(fā)射器2、位相共軛鏡3、激光器4、光強(qiáng)探測器5、空間分辨能力的探測器6、熱光源或贗熱光源8和強(qiáng)度關(guān)聯(lián)運(yùn)算器10，所述的激光器4發(fā)出的激光照射到樣品I上，所述的超聲波發(fā)射器2發(fā)出的超聲也作用到樣品I上，在樣品I內(nèi)超聲焦點(diǎn)201處超聲和散射的激光發(fā)生聲光相互作用，調(diào)制光的頻率獲得頻率調(diào)制光，從樣品出射的頻率調(diào)制光照射到位相共軛鏡3上，所述的熱光源或者贗熱源8發(fā)出的光被分束器7分為透射光和反射光，在所述的透射光方向是所述的空間分辨能力的探測器6，所述的反射光束方向是所述的位相共軛鏡3，在所述的樣品I外還有光強(qiáng)探測器5，所述的光強(qiáng)探測器5和空間分辨能力的探測器6的輸出端與關(guān)聯(lián)運(yùn)算器10的輸入端相連。
[0049]所述的激光波長范圍包含可見光和近紅外。
[0050]所述的熱光或者贗熱光的波長與頻率調(diào)制光相同。
[0051]所述的超聲波的波長范圍在1ΜΗζ-150ΜΗζ之間，超聲波發(fā)射器的出射端口，即超聲轉(zhuǎn)換器的口徑和焦長可以選擇。
[0052]所述的激光、超聲、熱光源或者贗熱光源分別有連續(xù)和脈沖兩種模式可選，根據(jù)需要進(jìn)行組合，選擇脈沖方式時，需要考慮儀器間的同步問題。
[0053]所述的位相共軛鏡的選擇范圍包含數(shù)字式位相共軛鏡、光折射晶體、光折射聚合物或其他新型材料共軛鏡，
[0054]在圖3中，從激光器4發(fā)出的激光照射到樣品I上，同時從超聲波發(fā)射器2發(fā)出的超聲也作用到樣品I上。在樣品I內(nèi)超聲焦點(diǎn)201處超聲和散射的激光發(fā)生聲光相互作用，從而調(diào)制光的頻率獲得頻率調(diào)制光。從樣品出射的頻率調(diào)制光照射到位相共軛鏡3上，從而波前被記錄。隨后，從熱光源或者贗熱源8發(fā)出的光被分束器7分為透射光和反射光，所述的透射光(稱為參考束)由有空間分辨能力的探測器6 (如CCD相機(jī))探測得到參考光強(qiáng)信號，所述的反射光束照射到位相共軛鏡3，經(jīng)過位相共軛鏡3反射后照射到樣品I上。在樣品I外用光強(qiáng)探測器5探測出射光的光強(qiáng)信號，該光強(qiáng)信號與參考光強(qiáng)信號進(jìn)行關(guān)聯(lián)運(yùn)算給出層析圖像。
[0055]其中，入射激光波長范圍包含可見光和近紅外，熱光或者贗熱光的波長與頻率調(diào)制光相同。超聲波的波長范圍在1ΜΗζ-150ΜΗζ之間，超聲波發(fā)射器的出射端口，即超聲轉(zhuǎn)換器的口徑和焦長可以選擇。激光、超聲和熱光源或者贗熱光源分別有連續(xù)和脈沖兩種模式可選，根據(jù)需要進(jìn)行組合。選擇脈沖方式時，需要考慮儀器間的同步問題。位相共軛鏡3的選擇范圍包含數(shù)字式位相共軛鏡、光折射晶體、光折射聚合物或其他新型材料共軛鏡，如圖4所示。
[0056]超聲焦點(diǎn)的定位可以借助超聲掃描樣品所得到的低分辨三維圖像。對比較大的感興趣區(qū)層析，可以通過改變樣品和超聲焦點(diǎn)的相對位置，多次重復(fù)焦點(diǎn)層析來實(shí)現(xiàn)。顯然，掃描超聲焦點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)整個樣品的三維層析。
[0057]采用贗熱源無參考光束結(jié)構(gòu)時，圖3可以簡化為圖6。其中，光源8是統(tǒng)計(jì)漲落已知的贗熱源。圖3和圖6中，激光入射點(diǎn)和位相共軛鏡位于樣品兩側(cè)，這是透射式結(jié)構(gòu)，也可采用圖7所示的半反射式結(jié)構(gòu)，即激光入射點(diǎn)和位相共軛鏡在樣品同一側(cè)；或者圖8所示全反射式結(jié)構(gòu)，即所有設(shè)備都在樣品的同一側(cè)。位相共軛鏡和贗熱源可以進(jìn)一步整合到一起，例如在位相共軛的SLM上疊加上反射強(qiáng)度隨機(jī)調(diào)制機(jī)構(gòu)。關(guān)聯(lián)層析的裝置可以進(jìn)而簡化為圖9。
[0058]實(shí)施例1:
[0059]如圖10，其中，超聲波發(fā)射器2由超聲轉(zhuǎn)換器204、信號發(fā)生器202和信號放大器203 構(gòu)成。脈沖激光器 4 (例如，Coherent passively Q-switched laser FLARE,波長范圍390nm-800nm)發(fā)出的脈沖激光401和超聲轉(zhuǎn)換器204發(fā)出的脈沖超聲(例如，IMHz的一個或多個周期，1MHz的一個或多個周期，150MHz的一個或多個周期)同時作用到樣品I上，PC或者時延發(fā)生器(圖中未標(biāo)出)控制兩個脈沖信號的時延使激光和超聲同時到達(dá)超聲焦點(diǎn)201 (或者更準(zhǔn)確到焦點(diǎn)內(nèi)的不同位置)。超聲轉(zhuǎn)換器由函數(shù)發(fā)生器202和信號放大器203驅(qū)動。樣品外，出射的頻率調(diào)制光403照射到位相共軛鏡3上被記錄。隨后，熱光源8發(fā)出的熱光束9照射位相共軛鏡3，反射光404進(jìn)入樣品傳播后再出射。探測器5探測從樣品出射的光強(qiáng)，CXD記錄參考臂的光強(qiáng)分布，兩組關(guān)聯(lián)信號由強(qiáng)度關(guān)聯(lián)運(yùn)算器10做關(guān)聯(lián)運(yùn)算，從而得到層析圖像。移動超聲轉(zhuǎn)換器掃描焦點(diǎn)，可以給出整個軟組織樣品的三維光學(xué)層析。
[0060]實(shí)施例2:如圖11所示，采用相對簡化的光路和探測，光源8用計(jì)算機(jī)控制的SLM或者數(shù)字微鏡器件DMD (digital micromirror device,簡稱為DMD)反射激光(可以從入射光光束401分束而來，或者另一臺激光器發(fā)射)取代，根據(jù)偽隨機(jī)數(shù)列調(diào)節(jié)SLM或者DMD上的像素的分布從而產(chǎn)生贗熱光。出射的贗熱光經(jīng)過位相共軛鏡3反射，反射光照射樣品
I。探測器5探測從樣品I出射的光，由于贗熱源的偽隨機(jī)漲落已知，可以計(jì)算得到參考臂的光強(qiáng)分布，兩組數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)做關(guān)聯(lián)后得到層析圖像。
【權(quán)利要求】
1.一種關(guān)聯(lián)層析方法，特征在于該方法包括下列步驟: ①固定樣品⑴； ②激光器(4)發(fā)出一束激光照射到樣品(I)上，同時，超聲波發(fā)射器(2)發(fā)出的超聲也作用到樣品上，位相共軛鏡(3)記錄從樣品出射的經(jīng)過光聲調(diào)制的散射光波前； ③從熱光源或贗熱光源(8)出射的一束物光經(jīng)過位相共軛鏡(3)反射后照射到樣品(I)上，經(jīng)樣品(I)內(nèi)傳播后再出射，出射光用光強(qiáng)探測器(5)探測，獲得第一組信號光； ④從熱光源或者贗熱源發(fā)出的另一束參考光用一個有空間分辨能力的探測器(6)探測獲得第二組信號光；或者根據(jù)已知的贗熱源統(tǒng)計(jì)分布計(jì)算獲得第二組信號光； ⑤兩組信號進(jìn)行關(guān)聯(lián)運(yùn)算給出關(guān)聯(lián)層析圖像。
2.用于權(quán)利要求1所述的關(guān)聯(lián)層析方法的關(guān)聯(lián)層析裝置，特征在于其構(gòu)成包括超聲波發(fā)射器(2)、位相共軛鏡(3)、激光器(4)、光強(qiáng)探測器(5)、空間分辨能力的探測器(6)、熱光源或贗熱光源(8)和強(qiáng)度關(guān)聯(lián)運(yùn)算器(10)，所述的激光器(4)發(fā)出的激光照射到樣品(I)上，所述的超聲波發(fā)射器(2)發(fā)出的超聲也作用到樣品(I)上，在樣品(I)內(nèi)超聲焦點(diǎn)(201)處超聲和散射的激光發(fā)生聲光相互作用，調(diào)制光的頻率獲得頻率調(diào)制光，從樣品出射的頻率調(diào)制光照射到位相共軛鏡(3)上，所述的熱光源或者贗熱源(8)發(fā)出的光被分束器(7)分為透射光和反射光，在所述的透射光方向是所述的空間分辨能力的探測器￠)，所述的反射光束方向是所述的位相共軛鏡(3)，在所述的樣品(I)外還有光強(qiáng)探測器(5)，所述的光強(qiáng)探測器(5)和空間分辨能力的探測器￠)的輸出端與所述的關(guān)聯(lián)運(yùn)算器(10)的輸入端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的關(guān)聯(lián)層析裝置，其特征在于所述的激光波長范圍包含可見光和近紅外。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的關(guān)聯(lián)層析裝置，其特征在于所述的熱光或者贗熱光的波長與頻率調(diào)制光相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的關(guān)聯(lián)層析裝置，其特征在于所述的超聲波的波長范圍在1ΜΗζ-150ΜΗζ之間，超聲波發(fā)射器的出射端口，即超聲轉(zhuǎn)換器的口徑和焦長可以選擇。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的關(guān)聯(lián)層析裝置，其特征在于所述的激光、超聲、和熱光源或者贗熱光源分別有連續(xù)和脈沖兩種模式可選，根據(jù)需要進(jìn)行組合，選擇脈沖方式時，需要考慮儀器間的同步問題。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的關(guān)聯(lián)層析裝置，其特征在于所述的位相共軛鏡的選擇范圍包含數(shù)字式位相共軛鏡、光折射晶體、光折射聚合物或其他新型材料共軛鏡。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的關(guān)聯(lián)層析裝置，其特征在于所述的激光器和位相共軛鏡在樣品(I)的兩對側(cè)或同一側(cè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的關(guān)聯(lián)層析裝置，其特征在于所述的光源8是統(tǒng)計(jì)漲落已知的贗熱源，則所述的空間分辨能力的探測器(6)省去。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的關(guān)聯(lián)層析裝置，其特征在于所述的位相共軛鏡和反射強(qiáng)度隨機(jī)調(diào)制機(jī)構(gòu)在一起。
【文檔編號】G01N21/47GK104237134SQ201410458896
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月10日
【發(fā)明者】劉紅林, 韓申生 申請人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所