(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210923388.7 (22)申请日 2022.08.02 (71)申请人 南昌航空大 学 地址 330038 江西省南昌市丰和南大道696 号 (72)发明人 史久林　许锦　何兴道　孙天池　 崔良亚　兰馨　刘明轩　 (74)专利代理 机构 南昌洪达专利事务所 3 6111 专利代理师 刘凌峰 (51)Int.Cl. G01N 21/47(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种线阵扫描布里渊散射弹性成像装置 (57)摘要 本发明公开了一种线阵扫描布里渊散射弹 性成像装置， 该装置中， 信号发生系统由窄线宽 连续激光器、 半波片、 扩束镜、 Y向扫描振镜、 微透 镜阵列、 针孔阵列滤波、 第一平凸透镜、 偏 振分束 镜、 四分之一波片、 显微物镜组成； 述信号接收系 统由显微物镜、 四分之一波片、 偏振分束镜、 八通 道光纤准直器阵列组成； 八通道 光谱仪的每个通 道均由光纤准直器、 凸透镜、 扫描法布里 ‑珀罗干 涉仪、 光电倍增管和八通道光子采集卡组成； 本 发明采用扫描法布里 ‑珀罗干涉光谱仪， 同时分 辨由微阵列透镜产生的八个不同位置的布里渊 散射信号， 进而能够通过控制Y向扫描振镜的扫 描时间及八通道光子采集卡的采集时间， 实现对 样品X‑Y面弹性模量的快速、 高分辨检测。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 115508313 A 2022.12.23 CN 115508313 A 1.一种线阵扫描布里渊散射弹性成像装置， 其特征在于： 该装置包括信号发生系统、 信 号接收系统和八通道光谱仪； 所述信号发生系统由窄线宽连续激光器、 半波片、 扩束镜、 Y向扫描振镜、 微透镜阵列、 针孔阵列滤波、 第一平凸透镜、 偏振分束镜、 四分之一波片、 显微物镜组成； 所述信号 发生系 统中， 所述连续激光器发射激光束， 经半波片后， 由扩束镜扩束后被Y向扫描振镜反射至微 透镜阵列， 经针孔阵列滤波、 第一平凸透镜聚焦后， 透过偏振分束镜及四分之一波片， 入射 至物镜， 在样品上 形成八束聚焦光； 所述述信号接收系统 由显微物镜、 四分之一波片、 偏振分束镜、 八通道光纤准直器阵列 组成， 信号接收系统中， 八束聚焦光在样品处激发的多束后向布里渊散射信号光， 通过显微 物镜和四分之一波片后， 被偏振分束镜反射， 反射后的信号光由第二平凸透镜聚焦至八通 道光纤准 直器阵列； 所述八通道光谱仪的每个通道均由光纤准直器、 凸透镜、 扫描法布里 ‑珀罗干涉仪、 光 电倍增管和八通道光子采集卡组成； 信号接收系统接收到的多束后向布里渊散射信号光进 入八通道光谱仪中， 每束光分别依据纵向位置的不同进入不同的光谱仪通道中， 每一光谱 仪通道中， 光纤准直器输出的准直信号光束， 经凸透镜聚焦至法扫描法布里 ‑珀罗干涉仪 中， 鉴频后的信号光被光电倍增管探测， 探测到的散射信号由八通道光子采集卡进行采集 并存储到计算机中进行处 理， 并显示采集到的布里渊光谱。 2.根据权利要求1所述的一种 线阵扫描布里渊散射弹性成像装置， 其特征在于： 该装置 还包括函数发生器、 压电陶瓷控制器、 示波器， 所述函数发生器用于产生重复扫描法布里 ‑ 珀罗干涉仪的腔长所需的锯齿波或三角波电压， 以扫过扫描法布里 ‑珀罗干涉仪的一个 自 由频谱范围， 且函数发生器也提供了八通道光子采集卡与扫描法布里 ‑珀罗干涉仪的同步 触发信号； 所述压电陶瓷控制器用于提供扫描法布里 ‑珀罗干涉仪内压电陶瓷的控制电压； 所述示波器用来显示 函数发生器控制信号及八通道光子采集 卡接收到的触发信号波形。 3.根据权利要求1所述的一种 线阵扫描布里渊散射弹性成像装置， 其特征在于： 所述发 生系统中的八束聚焦光由微透镜阵列将由扩束镜扩束的宽场单光束聚焦获得， 在样品处产 生沿X轴的光束阵列， 进 而同时在样品X轴八处位置与样品相互作用， 产生布里渊散射信号。 4.根据权利要求2所述的一种 线阵扫描布里渊散射弹性成像装置， 其特征在于： 微透镜 阵列与Y向扫描振镜相结合， Y向扫描振镜在Y轴方向进行扫描， 与微透镜阵列在样品的X轴 所产生的的光束阵列相匹配， 调节Y向扫描振镜偏转角度， 使X轴光束阵列沿Y向移动， 进而 实现检测样品X ‑Y面上弹性的作用。 5.根据权利要求4所述的一种 线阵扫描布里渊散射弹性成像装置， 其特征在于： 微透镜 阵列与Y向扫描振镜相结合检测样品X ‑Y面上的弹性， 检测完成一个高度的X ‑Y面后， 调节样 品高度， 重新检测X ‑Y面， 通过这种层析检测的方式， 实现对样品的三维 弹性检测。 6.根据权利要求1所述的一种 线阵扫描布里渊散射弹性成像装置， 其特征在于： 八通道 光纤准直器阵列由八个光纤准直器并联组成， 用以接 收在样品的X轴方向八个位置处产生 的布里渊散射信号， 并将八束散射信号分别传输 至八通道光谱仪中。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115508313 A 2一种线阵扫描布里渊散射弹性成像装 置 技术领域 [0001]本发明涉及成像技 术领域， 尤其涉及一种线阵扫描布里渊散射弹性成像装置 。 背景技术 [0002]本发明作为一种测量系统装置， 主要是通过将微透镜阵列、 扫描振镜和 八通道光 谱仪三种装置相结合， 用于快速、 高分辨检测生物组织各部分弹性模量。 发明思想在于， 布 里渊散射是一种非弹性散射过程， 其光谱特性与介质的属性(如密度、 粘度、 弹性模量等)密 切相关， 因此可采用布里渊散射弹性成像技术测量生物组织弹性模量。 目前 的布里渊散射 弹性成像系统主要通过两种方式对样品某一区域 弹性成像， 一种是将样品放置在三 维位移 台上进行三维弹性检测； 另一种是在系统中增加扫描振镜， 进行X ‑Y面的扫描， 并调节样品 高度进行Z轴检测。 然而， 这两种 方式均会增加检测样品所需的时间。 采用布里渊散射弹性 成像系统进行离体生物组织弹性检测时， 检测时间过长可能导致组织变性， 进而使得检测 结果与生物组织真实弹性具有一定差异。 同时， 活体弹性检测时， 检测时间过长， 可能导致 一定的组织损伤。 发明内容 [0003]本发明的目的在于解决现有技术中存在的技术问题， 提供一种线阵扫描布里渊散 射弹性成像装置 。 [0004]为实现上述目的， 本发明提供的技术方案是： 一种线阵扫描布里渊散射弹性成像 装置， 该装置包括信号发生系统、 信号接收系统和八通道光谱仪； [0005]所述信号发生系统由窄线宽连续激光器、 半波片、 扩束镜、 Y向扫描振镜、 微透镜阵 列、 针孔阵列滤波、 第一平凸透镜、 偏振分束镜、 四分之一波片、 显微物镜组成； 所述信号发 生系统中， 所述连续激光器发射激光束， 经半波片后， 由扩束镜扩束后被Y 向扫描振镜反射 至微透镜阵列， 经针孔阵列滤波、 第一平凸透镜聚焦后， 透过偏振分束镜及四分之一波片， 入射至物镜， 在样品上 形成八束聚焦光； [0006]所述信号接收系统由显微物镜、 四分之一波片、 偏振分束镜、 八通道光纤准直器阵 列组成， 信号接收系统中， 八束聚焦光在样品处激发的多束后向布里渊散射信号光， 通过显 微物镜和四分之一波片后， 被偏振分束镜反射， 反射后的信号光由第二平凸透镜聚焦至八 通道光纤准 直器阵列； [0007]所述八通道光谱仪的每个通道均由光纤准直器、 凸透镜、 扫描法布里 ‑珀罗干涉 仪、 光电倍增管和八通道光子采集卡组成； 信号接 收系统接 收到的多束后向布里渊散射信 号光进入八通道光谱仪中， 每束光分别依据纵向位置的不同进入不同的光谱仪通道中， 每 一光谱仪通道中， 光纤准直器输出的准直信号光束， 经凸透镜聚焦至法扫描法布里 ‑珀罗干 涉仪中， 鉴频后的信号光被光电倍增管探测， 探测到的散射信号由八通道光子采集卡进行 采集并存 储到计算机中进行处 理， 并显示采集到的布里渊光谱。 [0008]优选的， 该装置还包括函数发生器、 压电陶瓷控制器、 示波器， 所述函数发生器用说　明　书 1/4 页 3 CN 115508313 A 3