基于光纤光栅的光声成像系统的研究与应用

来源 :电子科技大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:woyaoxiazai88
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
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;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。
其他文献
在大历史观的视野下,人类必将突破自己的"界","奇点人"呼之欲出。可以由大历史观大致描述其轮廓,预测其与人的关系。
点云聚类是移动车载点云数据处理和信息提取的重要组成部分,同时也是实现地物自动识别的前提和关键环节。针对密度聚类中仅考虑点间空间距离聚类造成的过分割或分割不足的问
电气化铁道中轨道上的牵引回流产生的电磁骚扰可能对轨边设备造成电磁干扰,导致信号失灵,进而影响列车的正常运行。因此对列车轨边通信线缆的电磁兼容技术的研究具有重要的工
进入2l世纪以来,信息量的爆炸式增长对通信系统的传输速率提出了更高的要求。在短距离互连方面,目前有两种技术,分别是电互连和光互连。其中,新兴的光互连技术因其以光波为信
基于国内盾构导向系统市场的调研,文章首先以盾构导向系统分类为引,介绍了全站仪导向系统及陀螺仪导向系统,阐述了导向系统的组成及原理;然后从系统背景、硬件、软件、服务等
对振动能量的回收再利用已然成为近几年来节能环保领域的研究热点,而压电振动能量回收系统因其机电转换能力强、结构简单等优点,应用范围越来越广,成为研究重点。本文针对压
"问题"是分享式教学的基础和关键,"问题"的好坏制约着分享式教学质量的高低。但从实践情况看,分享式教学中的"问题"出现了把任务等同于"问题",把次要问题等同于"主问题",把教
数字全息成像具有实时、全视场、非接触和定量相衬成像的优势,在细胞形貌观测、微纳元件、温度场、粒子跟踪等方面,有着广泛的应用前景。随着生命科学、微加工技术、微电子技
随着因特网的普遍应用和通信速率的不断提升,传统通信网络的使用正在遭遇瓶颈。光纤通信网络因具有信道容量大、保密性好、抗干扰能力强等优点而得到很多关注。而垂直腔表面
候车大厅南北跨度190m,东西跨度60m,平均高度24m,冬季空调采用喷口侧送风的方式.通过计算机数值模拟计算比较了无屋顶内循环通风系统与有屋顶内循环通风系统这两种工况的室内