基于激光外差干涉技术的非接触式光声信号检测研究

光声信号的传统检测方法是基于超声技术,这样接触式的信号探测方式增加了交叉感染的风险,不利于临床应用。采用纯光学技术的光声成像可提升检测精度和临床舒适度,具有较强的临床应用价值。设计了采用调Q Nd∶YAG脉冲激光器作为激励源的光声信号激发系统,选用双频He-Ne激光器作为探测源采集光声信号,搭建的外差干涉系统产生携带光声信号特征的拍频信号,利用I/Q正交法解调出光声信号。首先通过超声换能器模拟振动信号验证系统性能,实验结果表明光声信号探测系统能较好地还原出超声振动信号,且与水浸探头相比,振动频率的相对测量误差只有0.04%,绝对差值为0.2 kHz。然后以碳棒和离体生物组织作为样品,利用短脉冲光激励诱导光声信号,采用本系统和超声探头进行信号探测,对比分析结果显示所搭建的外差系统在检测带宽内可以实现光声表面振动波的非接触、高精度探测。