超声换能器带宽对光声成像的影响

研究了不同尺寸吸收体产生的光声压的频谱特性:对于厘米量级、毫米量级和几百个微米量级的吸收体,产生光声压频谱的主要范围分别约为20～300 kHz、70 kHz2.5 MHz和 400 kHz20 MHz;讨论了不同频率范围的光声信号对重建图像的影响,低频段的光声信号能反映物体的非边界区域,而高频段的光声信号能突出物体的细微结构,尤其是物体的边界特征。提出了不同尺寸的吸收体要选用或设计不同带宽范围的探测器进行检测的方法,当探测器的带宽范围与光声压频谱范围基本吻合时,损失的频率成份较少,重建的光声图像效果较好,这一结论在仿真和实验结果中都得到了证明。实验用的光源为 YAG激光器,波长为 532 nm,重复频率为 30 Hz,脉宽为7 ns,探测器为针状的PVDF膜水听器,接收面积的直径为1 mm。