方案摘要
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光声成像技术的简单原理是：当物质（比如生物组织）被脉冲宽度为若干纳秒的激光脉冲照射时，物质会吸收激光能量并将其转换为热能，会产生瞬间的热膨胀并迅速的恢复，这个瞬间膨胀并恢复的微小弛豫过程会导致频率落在超声波段的振动，这个振动是可以方便的被超声波换能器接收并实现超声波成像。简而言之，就是脉冲光诱导超声，后续实现超声成像，即光声成像（Photoacoustic Imageing) .
从光声成像应用的光源选择上，大致牵涉到如下一些指标：
激光能量：大致为mJ级别以上，能量越高自然激发出的超声越强，但考虑到生物组织对于激光辐射的耐受，一般控制到激光能量密度20-100mJ/cm2,而真正应用到人体检测时，肯定还需要通过繁复严格的人体安全认证。这就是现在商用光声成像系统大多是小动物成像系统的原因之一。另一方面我们也可以推知，激发用激光不是功率或能量越高越好，有时为了保护生物组织，是要对激光做扩束或衰减的。
脉冲宽度： 为了有效的激发光致超声，激光的脉冲宽度选择在纳秒量级较适合。而获得纳秒激光脉冲常见有两种形式，一个是利用Q开关产生纳秒脉冲，Q开关关闭时是让激光器内部积蓄能量，而后Q开关打开是，激光就在纳秒时间内发射，优点是由于有了能量积蓄再发射的功能，输出能量高，脉冲波形好。缺点是成本稍高，激光器体积稍大。另一种形式是对半导体激光管做直接的脉冲调制，优点是价格低，激光体积小；缺点是脉冲能量较低，脉冲波形稍差。
激光波长：一般会集中在可见光到近红外波段。波长的选择大致的规律是：波长越长，穿透生物组织的深度越深（这就是不断有人会尝试更长波段激发的原因）；波长越短，往往需要选择相对低的激光能量以保护组织（由于组织穿透深度相对更浅，同等的激光能量会更容易在浅表组织聚集）；第三是根据不同组织选择特定的激发波长，其中OPO激光器可以连续调谐波长是光声成像里的**光源。如果把OPO里面的泵浦激光器（即Q开关的YAG激光器）孤立出来，也可以做光声激发，相当于放弃了OPO波长可调谐的功能，输出波长就只保留了532nm绿光和1064nm近红外；另外保留了Q开关纳秒高能量的功能，实际来看，纳秒YAG激光器因为其价格远低于OPO可调谐激光器，是光声成像实验室非常好的常规光源，从使用量上看是高于OPO可调谐激光器的。第三类激光器是小型纳秒脉冲激光二极管或LED, 好处是有多个波长可以选择，体积小，能耗低，价格便宜，且适合于系统整合，缺点是脉冲能量较低，脉冲波形稍差。
文献贡献者
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