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一种基于双波长的光声测温技术

物理学报 2017年第11期66卷 312-319页

作者：廖宇简小华崔崤峣张麒上海大学通信与信息工程学院上海200444 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所苏州215163

光声测温是一种利用光声效应来进行温度监控的新方法,具有非侵入式、高灵敏度和探测深度较深等优点.但现有的单波长光声测温方法极易受到系统及测量环境干扰而导致测量精度降低.为了解决这一问题,本文提出了一种双波长光声温度测量方法... 详细信息

光声测温是一种利用光声效应来进行温度监控的新方法,具有非侵入式、高灵敏度和探测深度较深等优点.但现有的单波长光声测温方法极易受到系统及测量环境干扰而导致测量精度降低.为了解决这一问题,本文提出了一种双波长光声温度测量方法.在光声测温理论的基础上,分析推导了双波长光声测温的基本原理,并进行了仿体及离体组织样品的双波长光声测温实验.实验结果显示,与传统单波长模式相比,双波长模式下的光声温度测量误差明显减小,测量精度平均提高35%以上.研究结果表明双波长光声测温方法能够有效提高光声温度测量的精度和稳定性,可作为一种更精准的光声温度监控方法应用于医疗手术等领域.

关键词：光声测温双波长温度监控

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自适应多光谱光声成像技术研究

物理学报 2012年第21期61卷 454-459页

作者：简小华崔崤峣向永嘉韩志乐中国科学院苏州生物医学工程技术研究所苏州215163

光声成像技术是利用激光照射组织产生超声波成像的新型医学影像技术.在传统光声成像中,由于组织体内复杂的成分与环境会对入射光波产生较大的扰动而导致波前畸变、图像分辨率下降,从而降低诊断的准确性.为了克服这一影响,本文提出了一... 详细信息

光声成像技术是利用激光照射组织产生超声波成像的新型医学影像技术.在传统光声成像中,由于组织体内复杂的成分与环境会对入射光波产生较大的扰动而导致波前畸变、图像分辨率下降,从而降低诊断的准确性.为了克服这一影响,本文提出了一种自适应多光谱光声成像技术.该技术利用自适应光学技术可有效地降低组织对光波扰动的影响,提高系统成像分辨率与图像对比度.此外,该系统还融合了多光谱成像技术,可在多种波长下对目标成像,从而更好地进行组织结构识别、组分分析等.实验结果表明,该系统十分适用于复杂的生物组织光声成像,可极大地增强光声成像性能,在生物医学领域具有广阔的应用前景.

关键词：光声成像自适应光学多光谱成像

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研究干涉图处理与光谱复原的一种新方法

物理学报 2007年第2期56卷 824-829页

作者：简小华张淳民赵葆常西安交通大学理学院西安710049 中国科学院西安光学精密机械研究所空间光学实验室西安710048

简要论述了自行研制的空间调制型偏振干涉成像光谱仪的工作原理及干涉图获取模式,采用三种不同的光谱复原方法分别对干涉图进行了处理和光谱复原,并对实验结果进行了分析比较.将非参数模型Music算法引进到干涉图的光谱复原处理中,极大... 详细信息

简要论述了自行研制的空间调制型偏振干涉成像光谱仪的工作原理及干涉图获取模式,采用三种不同的光谱复原方法分别对干涉图进行了处理和光谱复原,并对实验结果进行了分析比较.将非参数模型Music算法引进到干涉图的光谱复原处理中,极大的提高了复原光谱的分辨率,为超高分辨率的光谱复原分析技术提供了较好的数学模型,为提高光谱分辨率提供了可能的依据和新方法.

关键词：空间调制偏振干涉成像光谱技术光谱复原 Music算法

高层大气风场洛伦兹光谱线型粒子辐射率探测研究

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物理学报 2010年第2期59卷 899-906页

作者：张霖张淳民简小华西安交通大学理学院非平衡物质结构及量子调控教育部重点实验室西安710049

以高层大气中的极光谱线为被探测源,提出了一种高层大气(80—300km)风场洛伦兹光谱线型的粒子辐射率被动探测的新原理.采用该原理不仅可获得高层大气风场的速度、温度和压强信息,更重要的是还能同时探测到高层大气中辐射粒子体辐射率,... 详细信息

以高层大气中的极光谱线为被探测源,提出了一种高层大气(80—300km)风场洛伦兹光谱线型的粒子辐射率被动探测的新原理.采用该原理不仅可获得高层大气风场的速度、温度和压强信息,更重要的是还能同时探测到高层大气中辐射粒子体辐射率,解决了目前高层大气风场研究中只能探测高层大气风场速度、温度和压强却不能获知粒子的体辐射率的问题.给出了基于洛伦兹光谱线型的辐射源粒子体辐射率、大气风场速度、温度和压强的理论计算公式.采用计算机模拟对探测误差进行了分析,给出了体辐射率、风场速度、温度、压强的误差分布规律,为进一步丰富和完善高层大气风场探测提供了理论依据和实验基础,对航空航天、空间探测、环境保护、国家安全和国民经济建设都具有重要的科学意义和广阔的应用前景.

关键词：极光谱线洛伦兹光谱线型粒子体辐射率高层大气风场探测

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新型风成像干涉仪温度补偿理论研究

物理学报 2010年第2期59卷 893-898页

作者：朱化春张淳民简小华西安交通大学理学院非平衡物质结构及量子调控教育部重点实验室西安710049

简述了高层大气风场被动式遥感探测的基本原理;论述了新型风成像干涉仪宽场、消色差、温度补偿理论,针对目前国际上采用的风成像干涉仪补偿方法的不足,从理论上进行了分析与讨论,给出了四层介质的优化补偿理论和方案.模拟结果表明,该补... 详细信息

简述了高层大气风场被动式遥感探测的基本原理;论述了新型风成像干涉仪宽场、消色差、温度补偿理论,针对目前国际上采用的风成像干涉仪补偿方法的不足,从理论上进行了分析与讨论,给出了四层介质的优化补偿理论和方案.模拟结果表明,该补偿可完全理想地消去单色光的温差,且复色光的温差补偿要比现有的方法提高1—2个量级.该研究为设计宽场、消色差、温度补偿的新型风成像干涉仪和提高风场探测精度提供了重要的理论依据和实践指导.

关键词：风成像干涉仪温度补偿宽场消色差

一种可调横向剪切量的新型偏振干涉成像光谱仪

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光学学报 2007年第4期27卷 643-646页

作者：简小华张淳民孙尧吴磊中国兵器工业205研究所西安710049

为了克服传统成像光谱仪稳定性差,干涉条纹杂乱复杂等缺点,提出了一种基于可调横向剪切量萨伐尔(Savart)偏光镜的新型偏振干涉成像光谱仪。具体分析推导了光线入射角变化对这种新型的可调横向剪切量萨伐尔偏光镜的光程差、偏振度以及对... 详细信息

为了克服传统成像光谱仪稳定性差,干涉条纹杂乱复杂等缺点,提出了一种基于可调横向剪切量萨伐尔(Savart)偏光镜的新型偏振干涉成像光谱仪。具体分析推导了光线入射角变化对这种新型的可调横向剪切量萨伐尔偏光镜的光程差、偏振度以及对系统干涉条纹的影响;简要论述了这种新型偏振干涉成像光谱仪的工作机理和运行方式,从原理上论证了它具有重量轻、体积小、抗震性好、适用范围广、分束光线平行均匀分布、干涉图样清晰、处理简便等诸多优点,为新型可调横向剪切量的偏振干涉成像光谱仪的设计、研制、调试和工程化提供理论依据和实践指导。

关键词：成像系统干涉成像光谱仪可调横向剪切量萨伐尔偏光镜光程差

利用偏振干涉成像光谱仪进行偏振探测的新方法

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物理学报 2008年第12期57卷 7565-7570页

作者：简小华张淳民祝宝辉赵葆常杜娟西安交通大学理学院西安710049 中国科学院西安光学精密机械研究所西安710068

以往对干涉成像光谱仪的研究通常仅限于对光的干涉特性的利用,即由目标干涉图得到其光谱图,而忽略了其丰富的偏振信息.为了在利用光的干涉特性的同时还充分利用光的偏振特性,在原有偏振干涉成像光谱仪的基础上,结合现有的干涉成像光谱... 详细信息

以往对干涉成像光谱仪的研究通常仅限于对光的干涉特性的利用,即由目标干涉图得到其光谱图,而忽略了其丰富的偏振信息.为了在利用光的干涉特性的同时还充分利用光的偏振特性,在原有偏振干涉成像光谱仪的基础上,结合现有的干涉成像光谱技术与偏振探测原理,提出了一种利用现有偏振干涉成像光谱仪获取探测目标的偏振参数(偏振度、偏振方位角等)的新方法,并对其精度误差进行了理论分析,证明了其不但具有较高的稳定性而且具有极高的测量精度.因此,若把以往的偏振干涉成像光谱仪看作是照相机与光谱仪功能的结合,则现在可以将之理解为成像仪、光谱仪、偏光仪功能的一体化.这意味着偏振干涉成像光谱仪在目标信息的提取与目标识别方面比以往又多了一种的新手段.

关键词：偏振探测偏振干涉成像光谱仪 Stokes参量 Savart偏光镜

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基于高灵敏换能器的光声显微成像技术

中国激光 2020年第2期47卷 374-380页

作者：杨晨焦阳朱鑫乐简小华 George Sergiadis 崔崤峣中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏苏州215163 中国科学技术大学安徽合肥230026 中国科学院大学北京101408 亚里士多德大学电子与计算机工程学院希腊塞萨洛尼基54124 亥姆霍兹慕尼黑研究中心生物与医学影像研究所德国慕尼黑85764

在光声显微成像中,系统的探测灵敏度是决定成像质量和探测深度的关键因素,也将进一步影响光声成像在生物医学领域中的应用范围。通过将微型放大芯片集成至换能器单元,实现信号的前置放大和输出阻抗的匹配,提高了探测灵敏度和信噪比;基... 详细信息

在光声显微成像中,系统的探测灵敏度是决定成像质量和探测深度的关键因素,也将进一步影响光声成像在生物医学领域中的应用范围。通过将微型放大芯片集成至换能器单元,实现信号的前置放大和输出阻抗的匹配,提高了探测灵敏度和信噪比;基于制备的原型换能器搭建了光声显微成像系统,并通过仿体和大鼠耳部血管的三维成像实验,验证了该系统进行高灵敏光声显微成像的可行性。实验结果表明:基于集成放大芯片换能器的光声显微成像技术可使光声信号的信噪比提升10 dB以上,具有应用于微弱生理、病理变化检测和定量分析的潜力。

关键词：医用光学探测灵敏度光声显微成像集成放大芯片微血管

利用偏振干涉成像光谱仪进行偏振检测的最佳角度分析

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物理学报 2009年第4期58卷 2286-2293页

作者：简小华张淳民赵葆常张霖朱兰艳西安交通大学理学院西安710049 中国科学院西安光学精密机械研究所西安710119

利用偏振干涉成像光谱仪进行偏振探测,这一方法将偏振测量与干涉成像光谱技术相结合,一方面能提供辐射测量所不能提供的物体偏振信息,另一方面又可获取目标的空间图像和光谱,具有比辐射测量更高的准确度.在简要分析了利用偏振干涉成像... 详细信息

利用偏振干涉成像光谱仪进行偏振探测,这一方法将偏振测量与干涉成像光谱技术相结合,一方面能提供辐射测量所不能提供的物体偏振信息,另一方面又可获取目标的空间图像和光谱,具有比辐射测量更高的准确度.在简要分析了利用偏振干涉成像光谱仪进行偏振检测的理论基础上,深入研究了偏振检测的方法,分析比较了目前常用的偏振探测角度(45°,60°)对偏振度探测的影响.进一步计算推导出偏振测量的最优探测角度,将之与以往常用的探测角度进行了分析比较,证明了此最佳探测角度可以有效地减小偏振误差、提高偏振探测的精度.这将极大地提高偏振干涉成像光谱仪的应用范围,为新型偏振干涉成像光谱技术的研究以及仪器研制提供重要的理论依据.

关键词：偏振检测偏振干涉成像光谱仪探测角 Savart偏光镜