【技術實現步驟摘要】
本申請涉及傳感，特別是涉及一種基于雙芯光纖的光纖超聲傳感探頭的光聲激發和制作方法以及其傳感系統。
技術介紹
1、結腸癌是一種常見的胃腸道惡性腫瘤，是造成人類癌癥相關死亡的第二大原因。對于早期結腸癌，通過手術切除腫瘤，可以有效地控制病情的發展，提高患者的生存率。對于發生轉移的早期結腸癌，可以通過姑息手術和放化療來緩解癥狀，提高患者的生活質量。而手術或其它治療前往往采用醫用內窺鏡以無創或微創的方式將小型化成像探頭搭載柔性管道深入消化道等器官，觀察表面或深層結構中的腫瘤、炎癥等病灶，例如結腸癌內窺鏡可以直接觀察到結腸內部的情況，發現結腸腫瘤或其他異常病變。結腸癌內窺鏡通常與病理活檢結合使用，以確定病變的性質和分期，它可以準確地發現腫瘤或其他異常病變，有助于早期診斷和治療。結腸癌內窺鏡是一種非侵入性的檢查方法，不會對患者造成大的創傷，并且操作簡單，檢查過程快捷，患者通常不需要住院，儼然已經成為了消化道疾病診斷與篩查中不可或缺的技術手段。目前應用于內窺鏡的成像方式有超聲成像，光聲成像等。其中光聲成像是一種新型的非入侵式和非電離式生物醫學成像方法。當脈沖激光照射到生物組織中時，組織的光吸收域產生超聲信號，生物組織產生的光聲信號攜帶了組織的光吸收特征信息，通過探測光聲信號能重建出組織中的光吸收分布圖像。光聲成像結合了光學成像的高對比度和基于光譜的特異性以及超聲成像的高穿透性，克服了傳統醫學成像手段的不足，實現了深層活體內組織成像。
2、傳統基于壓電傳感器的光聲內窺鏡具有連續掃描能力，但成像深度通常較淺，不能很好地應用于深層組織的成
技術實現思路
1、本專利技術針對現有技術的缺陷和改進需求提供了一種基于雙芯光纖的全光纖超聲傳感器、制作方法和傳感系統，其目的在于解決傳統基于壓電傳感器裝置測量不便、精度不高、靈敏度低的技術問題，利用高度集成化和小型化的雙芯光纖扇入扇出單元實現一種基于雙芯光纖的多功能全光纖光聲激發和傳感系統的內窺成像技術。通過光纖拋磨技術制成的基于雙芯光纖兩個輸入端末端全部拋磨形成45度反射面實現超聲的激發，另一個輸入端末端部分拋磨形成一種基于雙芯光纖的多功能全光纖邁克遜光聲傳感器可以實現超聲回波檢測。超聲回波信號通過信號采集轉化單元將受超聲回波信號調制的光學信號轉換為電學信號進行傳輸。在性能上，優于壓電式傳感器的性能，因此本專利技術可以為臨床應用提供更好的超聲、光聲內窺成像結果，增強整體適用性，減少對于待測物和環境空間的限制，以解決現實生活中臨床存在的成本高昂、結構復雜、靈敏度低、對人體有害、不易操作等技術問題。
2、為了實現上述的目的，本專利技術采取了以下技術方案：
3、第一方面，本專利技術實施例提供一種雙芯光纖的多功能全光纖超聲傳感器，雙芯光纖包含第一纖芯，第二纖芯和雙芯光纖包層；所述雙芯光纖的末端進行選擇性的45度拋磨，形成第一反射面、第二反射面和第三反射面；所述第一纖芯末端被完全拋磨位于第一反射面內；所述第二纖芯末端被部分拋磨，一部分位于第一反射面內，另一部分位于第二反射面內；所述第三反射面位于雙芯光纖包層和外界介質的交界面；所述第一反射面、第二反射面和第三反射面均鍍有增反膜。
4、所述雙芯光纖連接到雙芯光纖扇入扇出單元的光纖輸出端；所述雙芯光纖扇入扇出單元具有兩個輸入光纖入端口，兩個光纖輸入端的纖芯分別聯通至所述第一纖芯和所述第二纖芯。
5、在一種可選的實施方式中，所述增反膜為金屬增反膜或者介質增反膜。
6、在一種可選的實施方式中，所述雙芯光纖末端利用光纖拋磨機器進行特定角度的選擇性拋磨。
7、所述雙芯光纖的第一纖芯末端被全部拋磨形成具有角度的反射面，位于第一反射面內；
8、所述雙芯光纖的第二纖芯末端被部分拋磨，一部分位于第一反射面內，另一部分位于第二反射面內；
9、在一種可選的實施方式中，將經過拋磨后的所述雙芯光纖末端和包層進行增反膜的鍍膜。
10、第二方面，本專利技術實施例還提供一種傳感系統，該光纖超聲傳感系統包括：超聲激發光源、準直擴束光路單元、激發光傳輸光纖、探測激光、基于雙芯光纖的多功能全光纖超聲傳感器、內窺探頭、光電轉化單元、信號采集單元、信號處理單元和計算機終端。
11、在一種可選的實施方式中，準直擴束光路單元由透鏡、孔徑光闌、高反鏡等組成。
12、在一種可選的實施方式中，雙芯光纖扇入扇出單元具有兩個輸入光纖入端口。
13、所述基于雙芯光纖的多功能全光纖超聲傳感器包括雙芯光纖和增反膜；所述雙芯光纖包含第一纖芯和第二纖芯；所述第一纖芯末端被完全拋磨形成特定角度的反射面；所述第二纖芯末端被部分拋磨與包層形成邁克遜干涉儀；所述增反膜可以調控相應端面的反射率。
14、所述超聲激發光通過透鏡組將激光耦合至激發光傳輸光纖。
15、所述激發光傳輸光纖傳輸超聲激發激光至雙芯扇入扇出單元的其中一個輸入端，所述探測激光輸入雙芯扇入扇出單元的另一個輸入端，所述雙芯扇入扇出單元的輸出端連接到所述基于雙芯光纖的多功能全光纖超聲傳感器。
16、所述基于雙芯光纖的多功能全光纖超聲傳感器封裝在所述內窺探頭內。
17、所述超聲激發光源輸入末端全部拋磨形成45度反射面的纖芯，所述超聲激發光在纖芯末端將反射一定比例能量的光到側向并出射出光纖，超聲激發光照射到外界超聲激發材料（如生物組織等）表面將激發出一定能量的超聲波信號。
18、所述超聲波信號在遇到探測目標之后將有部分反射回所述雙芯光纖，引起雙芯光纖的徑向尺寸的變化，即引起雙芯光纖其中一個纖芯末端的邁克遜干涉儀的相位變化。
19、所述探測激光輸入末端部分拋磨45度的纖芯，所述探測激光經纖芯末端形成的邁克遜干涉儀作用之后，將攜帶超聲波信號擾動信息并反射回所述光電轉化單元。
20、所述光電轉化單元經所述信號采集單元和信號處理單元之后，將最終解調得到超聲波信號的信息傳輸至所述計算機終端進行處理和顯示。
21、所述內窺探頭末端一側具有開口，允許激光通過該開口出射和入射到所述基于雙芯光纖的多功能全光纖超聲傳感器。
22、所述信號采集單元和信號處理單元與所述超聲激發光源進行同步觸發。
23、在一種可選的實施方式中，應用場景為超聲成像時，所述光路中使用的光纖、激發光傳輸光纖等均為單模光纖。
24、在一種可選的實施方式中，所述超聲激發光源由超短脈沖激光器提供。
25、在一種可選的實施方式中，所述探測激光由波長可調諧激光器提供。
26、本本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于雙芯光纖的多功能全光纖超聲傳感器，其特征在于，雙芯光纖包含第一纖芯，第二纖芯和雙芯光纖包層；所述雙芯光纖的末端進行選擇性的45度拋磨，形成第一反射面、第二反射面和第三反射面；所述第一纖芯末端被完全拋磨位于第一反射面內；所述第二纖芯末端被部分拋磨，一部分位于第一反射面內，另一部分位于第二反射面內；所述第三反射面位于雙芯光纖包層和外界介質的交界面；所述第一反射面、第二反射面和第三反射面均鍍有增反膜。
2.根據權利要求1?所述的基于雙芯光纖的多功能全光纖超聲傳感器，其特征在于，所述雙芯光纖連接到雙芯光纖扇入扇出單元的光纖輸出端；所述雙芯光纖扇入扇出單元具有兩個光纖輸入端口，兩個光纖輸入端的纖芯分別連通至所述第一纖芯和所述第二纖芯。
3.根據權利要求1所述的基于雙芯光纖的多功能全光纖超聲傳感器，其特征在于，所述增反膜為金屬增反膜或者介質增反膜。
4.一種根據權利要求1所述的基于雙芯光纖的多功能全光纖超聲傳感器的制作方法，其特征在于，所述雙芯光纖末端利用光纖拋磨機器進行特定角度的選擇性拋磨；
5.一種基于雙芯光纖的多功能全光纖超聲
6.根據權利要求5所述的基于雙芯光纖的多功能全光纖超聲傳感系統，其特征在于，所述內窺探頭末端一側具有開口，允許激光通過該開口出射和入射到所述基于雙芯光纖的多功能全光纖超聲傳感器。
7.根據權利要求5所述的基于雙芯光纖的多功能全光纖超聲傳感系統，其特征在于，所述信號采集單元和信號處理單元與所述超聲激發光源進行同步觸發。
8.根據權利要求5所述的基于雙芯光纖的多功能全光纖超聲傳感系統，其特征在于，應用場景為超聲成像時，所述光路中使用的光纖、信號傳輸光纖均為單模光纖。
9.根據權利要求5所述的基于雙芯光纖的多功能全光纖超聲傳感系統，其特征在于，所述超聲激發光源由超短脈沖激光器提供。
10.根據權利要求5所述的基于雙芯光纖的多功能全光纖超聲傳感系統，其特征在于，所述探測激光由波長可調諧激光器提供。
...【技術特征摘要】
1.一種基于雙芯光纖的多功能全光纖超聲傳感器，其特征在于，雙芯光纖包含第一纖芯，第二纖芯和雙芯光纖包層；所述雙芯光纖的末端進行選擇性的45度拋磨，形成第一反射面、第二反射面和第三反射面；所述第一纖芯末端被完全拋磨位于第一反射面內；所述第二纖芯末端被部分拋磨，一部分位于第一反射面內，另一部分位于第二反射面內；所述第三反射面位于雙芯光纖包層和外界介質的交界面；所述第一反射面、第二反射面和第三反射面均鍍有增反膜。
2.根據權利要求1?所述的基于雙芯光纖的多功能全光纖超聲傳感器，其特征在于，所述雙芯光纖連接到雙芯光纖扇入扇出單元的光纖輸出端；所述雙芯光纖扇入扇出單元具有兩個光纖輸入端口，兩個光纖輸入端的纖芯分別連通至所述第一纖芯和所述第二纖芯。
3.根據權利要求1所述的基于雙芯光纖的多功能全光纖超聲傳感器，其特征在于，所述增反膜為金屬增反膜或者介質增反膜。
4.一種根據權利要求1所述的基于雙芯光纖的多功能全光纖超聲傳感器的制作方法，其特征在于，所述雙芯光纖末端利用光纖拋磨機器進行特定角度的選擇性拋磨；
5.一種基于雙芯...
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