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探索未知的聲光世界——光聲成像技術
閱讀：1543 發布時間：2023-6-12
在現代科技發展迅速的時代，各種新型的成像技術層出不窮，其中基于聲波和光學原理相結合的光聲成像技術備受矚目。隨著該技術的不斷優化和應用范圍的擴大，它已經成為了醫學、材料科學、生物科學等領域中重要的成像手段之一。
光聲成像是一種通過將強烈的激光束聚焦到樣品表面上，產生局部光吸收引起瞬間溫度升高而導致聲波生成，再通過檢測聲波傳播過程中的各種參數（如振幅、相位、時間延遲等）來獲取樣品內部的信息，進而進行成像的技術。
具體來說，該技術主要依賴于以下四個基本步驟：
1. 激光脈沖照射：使用高能量密度的激光束對樣品進行照射，使其表面產生局部光吸收，并導致瞬間的溫度升高。
2. 聲波生成：光吸收過程中，由于局部溫度的變化和熱膨脹效應，導致樣品內部產生聲波。
3. 聲波檢測：利用超聲探測器來檢測產生的聲波信號，獲取聲波在樣品內傳播過程中的信息。
4. 圖像重建：根據聲波檢測到的信息，通過計算機算法對樣品進行成像。
與傳統的成像技術相比，光聲成像具有以下幾個突出的技術特點：
1. 高分辨率：由于該技術可以利用激光束聚焦到亞微米級別的空間精確定位樣品表面，加之超聲探測器的高靈敏度，因此能夠實現高分辨率的圖像重建。
2. 非侵入性：該技術的激光功率很低，不會對樣品造成損傷，因此可以在無需標記或者加工的情況下，直接對樣品進行成像。
3. 具備多模式成像能力：除了可以實現各種常規的成像模式（如光學顯微鏡、CT、MRI等），光聲成像技術還可以通過調節激光脈沖的參數和超聲探測器的位置，來實現不同的模擬照射角度及探測深度，從而獲得多種成像模式。