通过在光纤传感器上创造新的转折，中国的研究人员开发出一种智能，灵活的光声成像技术，可能在可穿戴设备，仪器仪表和医疗诊断中具有潜在的应用。

　　来自广州暨南大学光子技术研究所的首席研究员龙进将于2018年9月16日至20日在华盛顿举行的OSA前沿光学+激光科学APS / DLS会议上展示新型光纤激光超声传感器，DC Jin还将展示使用体内光声显微镜的研究结果。

　　该演示将是9月17日星期一下午2:30在华盛顿希尔顿酒店的Jefferson West宴会厅举行的“高级显微镜”会议的一部分。

　　他们的新技术依靠光纤技术为光声成像提供新的传感器。它使用光纤超声检测，通过热弹性效应 - 弹性应变引起的温度变化 - 利用激光脉冲的声学效应。

　　“传统的光纤传感器通过相位测量利用其高灵敏度来检测极弱信号，”Jin说。这些相同类型的传感器用于军事应用中以检测低频(千赫兹)声波。但事实证明，对于用于医学目的的兆赫频率的超声波，它们不能很好地工作，因为超声波通常作为球面波传播并且与光纤的相互作用长度非常有限。Jin表示，新型传感器专为医学成像而开发，可提供比目前使用的压电传感器更高的灵敏度。

　　该小组设计了一种特殊的超声波传感器，它基本上是一个紧凑的激光器，内置在单模光纤的8微米直径核心内。“它的典型长度只有8毫米，”Jin说。“为了构建激光器，两个高反射光栅镜被紫外写入光纤纤芯，以提供光学反馈。”

　　然后，该光纤掺杂有镱和铒，以在1,530纳米处提供足够的光学增益。他们使用980纳米半导体激光器作为泵浦激光器。

　　“这种具有千赫级线宽的光纤激光器 - 光谱宽度 - 可以用作传感器，因为它们具有很高的信噪比，”研究团队成员Yizhi Liang说道，他是一位助理教授。光子技术研究所。

　　超声检测得益于组合技术，因为侧入射超声波使光纤变形，调制激光频率。

　　“通过检测频移，我们可以重建声波形，”梁说。

　　该团队不使用传统的基于干涉测量的方法或任何附加频率锁定来解调超声信号，提取原始信息。相反，他们使用另一种称为“自我外差”的方法，其中检测混合两个频率的结果。这里，它们测量由光纤腔的两个正交偏振模式给出的射频域拍音。这种解调本质上也保证了稳定的信号输出。

　　基于光纤激光器的超声传感器为光声显微镜提供了机会。研究人员使用聚焦的532纳米纳秒脉冲激光照射样品并激发超声信号。他们将传感器放置在生物样本附近的静止位置，以检测光学诱导的超声波。

　　“通过光栅扫描激光光斑，我们可以获得鼠耳的血管和毛细血管的光声图像，”Jin说。“这种方法还可以用于结构成像其他组织，并通过使用其他激发波长功能成像氧气分布 - 利用不同目标组织的特征吸收光谱。”

　　Jin补充说，光纤很有用，因为它们很小，重量轻，而本质上很灵活。

　　“我们的激光传感器的发展非常令人鼓舞，因为它具有内窥镜和可穿戴应用的潜力，”Jin说。“但目前商业内窥镜产品的尺寸通常为毫米，可能会引起疼痛，而且在空间有限的中空器官中效果不佳。”