去年,來自美國Duke University和Northwestern University的研究人員,光聲學領域的權威雜志《Photoacoustics》上發表了題為《Theoretical and experimental study on the detection limit of the micro-ring resonator based ultrasound point detectors》文章,他們通過理論模型和實驗測量,定量研究了主要噪聲因素對信噪比和超聲檢測限的貢獻。這項工作可以為全面理解二者的貢獻提供指導,以優化基于MRR(微環諧振器)的PACT系統中的信噪比和nLOD(歸一化檢測限),從而獲得更高的成像分辨率和對比度。
值得一提的是,他們的采用我們公司經典產品Q-smart 850作為光聲成像激發源,波長為532 nm、脈沖重復頻率為10 Hz。這也不是第一次我們的產品用在光聲領域的研究,那什么是光聲成像,而為什么我們的產品又比較適合此類應用呢?下面我們就一起來看一下。
光聲效應最早是由貝爾報道,經過多年軟硬件的發展,逐步被應用。光聲成像(Photoacoustic imaging, PAI)是利用特定波長(或波長段)的短脈沖激光器照射生物組織,組織吸收超聲波引起熱彈性膨脹,形成超聲波,超聲波傳播并被探測器識別和檢測,最后再根據信息繪制圖像。近些年,光聲成像技術發展迅速,各種相關成像檢測技術和方法不斷涌現。當前光聲成像方式主要可以分為光聲斷層成像(Photoacoustic tomography,PAT),光聲顯微成像(Photoacoustic microscopy,PAM)和光聲內窺成像(Photoacoustic Endoscopy,PAE)等。一套完整的光聲成像系統,主要包括光學、聲學、電學和圖像處理部分等,其中高性能的光學是成像的關鍵,而激光光源則是光學系統的核心。對于光源的選擇要考慮波長、能量、脈沖重復頻率、光斑、成本等。
目前在光聲成像中使用最普遍的是脈沖Nd:YAG激光器,基頻波長1064nm,可通過倍頻產生532nm的光。本文開頭提到的文章里采用的Q-smart 850就是此類型的激光光源。Q-smart 850 是我司燈泵脈沖 Nd:YAG 激光器的旗艦款。重頻10Hz,1064nm單脈沖能量可達850mJ,532nm可達430mJ。絕妙的模塊化設計,和卓越的光束幾何學,讓這款激光器能夠為用戶提供更加友好的功能。此外,該激光器的倍頻模塊支持自動相位匹配,可以更加便捷的從1064nm切換到532nm。
考慮到一些對于高采樣率的使用場景,我們也有高重頻的二極管泵浦Nd:YAG激光器——Merion MW 系列。該系列激光器重頻可達200Hz,能量可達650mJ@1064nm。和Q-smart 850一樣,該激光器也支持自動相位匹配,達到532nm非常方便。此外,二極管泵浦也有更高的使用壽命,可達20億次。
除了Nd:YAG激光器之外,波長可調諧脈沖OPO激光器也在光聲成像領域應用廣泛。它能夠產生從紫外到遠紅外的寬光譜波長可調諧激光,可以方便的實現對特定組織的照射而得到對應的圖像。Lumibird有多款OPO激光器,有緊湊型的Peacock及Peacock XT系列,還有PrimoScan系列,作為完全集成的中、寬波段OPO,可調諧范圍大,可從190nm到2750nm。它具備超低發散角運行模式,并且在紫外波長范圍具有很高的轉換效率。該系統波長調節全部為電調,并且通過電腦可以對每一發激光輸出進行實時調節。
審核編輯 黃宇
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