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混沌激光实现单源多探测散射光成像

【摘要】:随着激光技术的不断发展,利用激光散射技术对人体组织进行健康检测成为研究热点。混沌相关光学检测技术是通过采集经过生物组织仿体的混沌信号,利用相关峰值实现生物组织仿体的光学信息测量,从而实现生物组织仿体内异质物成像。本文利用放大后的混沌光纤激光信号作为探测光源,采用脂肪乳液作为生物组织仿体,装有水的试管模拟组织中的异质物作为吸收体,通过测量生物仿体及异质物的衰减系数,实现对异质物的大小和位置的探测及成像。论文主要内容可分为以下几个部分:(1)论文介绍不同类型的医学检测方式,对目前生物医学光学检测方式的发展进程和检测进行详细的总结和分析。(2)论文详细分析了激光通过生物组织体的散射特性,通过分析激光在组织体中进行传播时所产生的损耗,实现生物组织光学参数的测量,从而实现生物组织检测。(3)通过光束与生物组织体之间传输特性分析,建立混沌混沌互相关光学检测理论模型,使用衰减系数来标定光束在不同位置进行传播时所产生的损耗,通过互相关与强度的转换,得出互相关值与衰减系数及路径的关系,最后建立互相关值与放入异质物对应的大小及位置的关系,通过理论模型对理论进行了仿真,利用混沌互相关峰值满足衰减定律实现了二维成像图的模拟。(4)实验中采用一定浓度的脂肪乳液作为液态仿体,以装有水的试管作为吸收体,通过采集经过脂肪乳液后的透射光信号,可对生物仿体及待测吸收体的光学特性进行分析。利用在一定延迟下所对应的互相关峰值对其衰减系数进行测量,通过混沌互相关检测理论公式来计算得出对应异质物的大小及所在的位置。利用CT成像原理对放入的吸收体实现了二维横截面的成像,通过互相关峰值成像图上不同的衰减程度的对比可对放入异质物进行检测,结果表明:利用混沌互相关检测技术可以实现对仿体及异质物光学特性的分析,异质物的大小及所在位置的探测,同时也可对液态仿体中异质物进行二维成像,得到的实验结果与理论分析相互对应。

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