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光声成像是采用“光吸收—诱导光声信号—超声波检测—图像重建”的新型成像技术，它结合了组织光学成像和组织超声成像的优点。由于生物组织内产生的光声信号反映了组织对光吸收的差异，同时也反映组织生理特征和病变特征等等，所以光声成像技术非常适合于生物组织的结构和功能成像，有希望发展成为新一代的无损伤医学成像技术。本文主要研究一种声透镜成像系统结合时间分辨技术的光声层析成像技术，它具有实时成像的优势，有望发展成为用于医疗诊断的光声照相机或光声摄像机。本文主要内容：
第一，根据傅里叶成像理论，在理论上分析了一个具有空间傅里叶变换性质的声透镜，可以直接对光声信号进行二维成像，物像之间一一对应。由于光声信号具有很好的时间分辨特性，可以利用时间分辨技术实现三维的光声层析成像。
第二，根据声透镜光声层析成像的理论，本文设计了一套快速光声层析成像的实验系统。
第三，实验成功地获得强散射介质内不同层面的光声层析图像。实验中，用短脉冲激光照射强散射介质，强散射介质由于光声效应产生超声信号，使用具有成像能力的声透镜把声压分布成像于像面上，然后利用具有空间分辨能力的阵列光声传感器，把同一像面上的光声信号强度记录下来，最后根据光声信号强度的空间分布进行图像重组。根据成像系统物像共轭原理，同一物平面的光声信号到达像面的时延相等，而不同物面的光声信号到达同一个探测器平面的时延各不相同，因此，利用BOXCAR的门控积分技术，控制BOXCAR采样门的不同时延就能获得强散射介质内不同层面的光声图像。实验结果显示，所得光声图像与原物吻合，图像清晰，对比度高，证明这是一种有效的光声层析成像技术。
第四，使用一套4f声透镜光声成像系统，实验成功地获得清晰的光声图像，验证了4f声透镜系统的成像能力。