光之声总结 第1篇

为了成像的目的，光源通常有一个或几个波长。目标结构将吸收首选波长的光。然后可以使用第二或第三波长的互补来创建目标结构的背景。成像光源功率高，能保证足够的能量密度，在大体积(约1立方厘米)的组织中产生图像。最后，它们需要能够发出脉动光。分子的一次热膨胀不会产生压力波。要做到这一点，分子也必须向后放松。当对光线进行脉动时，这种交替的扩张和松弛会产生一种可探测到的声波。

对于光谱学来说，要求稍有不同。在这种情况下需要一个可调光源，或者一个波长范围很宽的光源，可以通过调制来产生声信号。然而，该技术通常需要在每个感兴趣的波长采集许多单独的图像，这延长了成像时间，并在采样之间移动时产生误差。双梳状激光器将构成一个优雅的解决这个问题，因此正在研究光声应用。

一个光学频率梳同时产生数千个离散的光学频带，这些频带均匀间隔，非常窄，就像一个梳子的齿(图4)。在双梳子源中，两个梳子被组合在一起，其中一个的频率相对于另一个略有偏移。一对梳子齿，每个梳子上的一个，相互干扰导致“敲打”。节拍音符由麦克风检测到。每一对的平均光频率被调制为一个独特的声频，换句话说，光吸收光谱被复制到声域。例如，对于“绿色”波长梳对，平均绿色将被目标分子吸收，并产生一个独特的音调，其频率等于两个“绿色”光频率之间的差。如果麦克风在绿色的声频处接收到信号，可以看到这个频率处的光谱峰值。

最近，Imec与光子学研究小组(UGhent的一个Imec研究小组)共同创造了一种锁模激光器，这是产生双梳的最受欢迎的光源，可以集成在芯片上(图5)(Hermans, 2021)。片上集成打开了小型化、稳定和低成本激光光源的前景。目前在硅平台上的演示表明，由于相对较高的波导损耗和平台的温度灵敏度，在脉冲能量、噪声和稳定性方面的性能有限。Imec公司的集成锁模激光器是在氮化硅(SiN)上制造的。SiN是主要的光子集成平台之一，与硅等材料相比，它具有非常低的波导损耗和低温灵敏度。该结果是迈向xxx能量、低噪声、芯片上锁模激光器的第一步，imec正在研究这种激光器作为双梳PA光谱学的候选者。

光之声总结 第2篇

PA结合光和声音，以一个世纪前AlexanderGraham Bell首次发现的光声效应为基础，创造出一种图像。Bell注意到，某些材料受到光脉冲的冲击时会发出声音。对光的吸收使这些材料中的分子升温。当分子膨胀、放松并推动周围组织时，热量反过来产生压力变化。这种压力或声波可以被(阵列)麦克风探测到，并重建成高分辨率的图像(图2)。

“PA的优点是你不用对光(光在组织中会减弱)聚焦，而是用声音。只有吸收光的目标分子或结构才会有选择地发出压力波。这意味着你可以在更深的位置和浑浊的结构中获得‘光学对比度’图像。也不需要荧光标签或标签。通过调节激光束的波长，你可以增强目标结构的对比度，或者通过使用不同的波长，你可以在一张图像中看到不同的结构。一个有趣的应用是检测血液中血红蛋白的氧饱和度水平，其中含氧和脱氧血红蛋白在不同波长吸收，”Hilde Jans解释说。“这些特性也适用于光谱学，从而实现了一种零背景、检测限很低的技术。当你把光照射到一个样品上时，只有在有最微小的粒子存在并吸收光的情况下，它才会发出声波。”

光之声总结 第3篇

PAI和PAS作为一种新的、无创的生物医学应用技术，填补了现有模式之间的空白(图6)。PAI特别适合用于血管和氧饱和度的成像，因为血红蛋白(红血球中的载氧成分)具有强烈的PA信号。因此，对于常表现为新生血管的肿瘤的诊断是PAI潜在的应用领域。

PAS可用于检测血液中的生物标志物，如皮质醇，或用于呼吸分析。然而，圣杯是对糖尿病患者至关重要的无创血糖检测。这是一个具有挑战性的应用，因为人体皮肤不同，葡萄糖信号往往很弱，皮肤的变化取决于环境。一旦你有了一个强大的葡萄糖传感器，你也可以了解葡萄糖代谢和浓度的变化，因为当葡萄糖浓度越高，信号就会越强。最重要的是，刺手指将成为过去，”Xavier Rottenberg总结道。