多参量光声成像及其在生物医学领域的应用

光声成像兼具声学成像和光学成像两者的优点, 因而成为近十年来发展最迅速的生物医学成像技术之一. 本文介绍了光声成像的特点及其相对于广泛应用的光学成像技术和声学成像技术的优点; 其次, 解释了光声成像的成像原理, 在此基础上介绍了光声断层成像和光声显微镜这两种典型的光声成像方案, 并介绍了它们的技术特点; 然后, 介绍了光声成像对生物组织的生化特性、组织力学特性、血液流速分布、温度分布参数、微结构特性等多信息参量的提取能力, 及其在生物系统的结构成像、功能成像、代谢成像、分子成像、基因成像等多领域的应用; 最后, 展望了光声成像在生物医学领域的应用潜力并讨论了其局限性.     

声参量阵的参数概算

本文以使用伯格兹(Burgers)二阶非线性波动方程处理参量阵问题所得结果为基础,针对工程实用中比较关心的二次波声源级、二次波波束宽、二次波频率,发射换能器(或基阵)线度、一次波频率以及一次波声功率等主要工作参数,给出了参数概算的具体方法和步骤.     

非线性声参量成像及其在医学诊断中应用

本文介绍了我们对于反射模式非线性参量B／A的成像技术的研究结果，包括：(1)基于二次谐波的非线性参量层析成像(2)基于参量阵差频波的非线性参量层析成像(3)非线性参量的等深度C-扫成像。利用这三种成像方法对多种生物组织，特别对正常和病变的生物组织进行非线性参量成像。结果表明，非线性声参量成像可以比线性声参量更容易地判别生物组织的病理状态，从而展示了它在医学超声诊断中的应用前景。     

一种基于弱测量的参量评估方案

弱测量过程包括三个主要步骤:初态制备、弱耦合、后选择。这个过程中诸多因素会对耦合参量的评估精度产生影响,本文工作主要探讨当光束的空间自由度与偏振自由度通过双折射晶体耦合时,探针初态的参数(坐标分布的平均值和方差)、耦合常数以及后选择角对耦合参量的评估精度的影响。我们具体通过讨论相关参数对待评估耦合参量Fisher信息的影响,借以分析对耦合参数评估精度的影响。结果表明,在本方案中,(1)增加探针初态坐标分布的方差和坐标的平均值(中心位置)都可以提高后选择概率,并增加总Fisher信息;(2)参量越小,评估精度越高,但相应的后选择概率越低;(3)在满足弱测量近似条件下,系统的后选择态与初态越接近正交,获得的评估精度越高。     

椭圆偏振法测量薄膜参量的数据处理

利用实时作图的方法,开发设计了椭偏仪数据处理应用程序,该程序不但具有传统查图法简便直观的特点,而且不限制实验条件的选择,能够满足科学研究和实验教学的要求,利用该程序和多入射角测量方法,能够确定薄膜的真实厚度。     

含气泡液体中声传播的解析解及其强非线性声特性

声波在含气泡的液体中传播时,气泡的受迫振动会引起强的声散射,并且由于振动的非线性,使得气泡产生的次级波不仅含有基频成分,而且还会有高次谐波。本文从理论上描述了气泡个数随尺并给出了含气泡液体的等效非线性声参数Ｂ／Ａ的计算公式理论与已有的实验观测符合较好,文中对含气泡水的声速和声衰减等特性也进行了讨论。     

非晶态超导体的Tc,2△0／kBTc和声子谱参量

分析研究了非过渡金属非晶态超导体的超导参量 T_c、2△_0 和声子谱参量λ、<ω>、<ω~2>与霍耳系数 R_H 之间,以及 T_c 与声子谱参量ω_0 和<ω>/ω_c 之间的关系,发现,在 R_H=-3.5—-4.0×10~(-11)m~3/AS 范围内同时存在着上述超导和声子谱参量的最大值;具有高ω_0 的材料对获得高 T_c 非晶态超导体有利;非晶态超导体的 T_c 与点阵无序度(<ω>/ω_0)近似地成线性关系.在上述结果的基础上,分别提出了一个非晶态超导体的 T_c 公式T_c=Aλ<ω>~(1/2)/(<ω>/ω_0+(1+λ)/20)和一个2△_r/k_BT_c 公式2△_0/k_BT_c=4.95[1-T_c<ω>_(1/2)/A(1/λω_0+1/20<ω>+1/20<ω>)]按照所提出的公式,第一次指出了,非过渡金属非晶态超导体既可以是一个2△_0/k_BT_c 比BCS 理值大得多的典型的强耦合超导体,也可以是一个 2△_0/k_BT_c 比 BCS 理值还要小得多的甚弱耦合超导体.当然,也可以是一个 2△_0/k_BT_c 值与 BCS 理论基本一致的弱耦合超导体.解释了结晶态弱耦合超导体的2△_0/k_BT_c 测量值偏离于 BCS 理论的原.     

测量白油中声透射损失的教学实验装置

通过实验发展：在测量范围内，声透射损失随含气量线性增大。在气泡大小、分布一定的情况下，可以由声透射损失来测量油中的含气量。     

激光传输大气参量测量精度要求的数值分析

就激光大气传输湍流热晕相互作用下大气参量测量误差对激光传输效果（平均功率密度）的影响进行了数值分析,并以典型的激光传输条件为例,分析了对激光大气传输影响最为敏感的3个大气参量——风速、吸收系数以及湍流结构常数的测量精度要求。综合不同传输距离下大气参量测量误差对传输效果的影响,大气风速的测量精度要求为±10%,吸收系数及湍流结构常数的测量精度要求分别为±5%和±15%。     

用声强技术测量结构的声辐射效率

声辐射率是反映结构声辐射能力的一个重要指标.本文介绍了用声强技术测量声辐射率的方法.该方法与传统方法相比,不但可以得到局部结构的声辐射率,而且具有省时、省力、省设备等优点.     

激光传输大气参量测量精度要求的数值分析

 就激光大气传输湍流热晕相互作用下大气参量测量误差对激光传输效果（平均功率密度）的影响进行了数值分析,并以典型的激光传输条件为例,分析了对激光大气传输影响最为敏感的3个大气参量——风速、吸收系数以及湍流结构常数的测量精度要求。综合不同传输距离下大气参量测量误差对传输效果的影响,大气风速的测量精度要求为±10%,吸收系数及湍流结构常数的测量精度要求分别为±5%和±15%。     

谐振管中混合工质的热声分离效应

本文在可压缩SIMPLE算法的基础上,基于先求解二维热声谐振腔内的速度场和温度场,然后利用求出的速度和温度值求解组分浓度场的思路,对混合工质的热声分离现象进行了数值研究。研究结果表明:在热声效应和热扩散效应共同作用下,声波能够将混合物中的两种气体分别泵向谐振腔的压力腹点和节点,使得混合气体在声波传播方向上逐渐分离。另外,通过考察5种不同管径下谐振管内径向浓度的变化规律,详细研究了浓度边界层在径向上的影响范围以及不同管径下的分离效率,并提出最佳管径应为16倍浓度渗透深度左右。     

偏振光斯托克斯参量的高速实时测量技术

为了满足对高速变化的偏振态的测量,提出一种能够对偏振态实现高速测量的技术。阐述了利用1/4波片与起偏器测量偏振光的斯托克斯参量常规的原理和方法,根据高速测量的要求推导出了新的斯托克斯参量计算公式,并依据此公式设计了基于多通道偏振态高速测量的方案,设计了具体的方法并编写了控制与算法程序。测试表明,该系统的测量速度达到了每秒700次偏振态测量,测量速度主要由电子线路的性能决定,测得的结果稳定可靠实现了光纤传输偏振态的高速测量。     

电荷电压法测量DBD等离子体的放电参量

在DBD应用研究中，使用电荷电压法能够测量许多重要参量，如放电功率、放电间隙等效电容、电介质层等效电容、着火电压、放电间隙等效电压及放电间隙电场强度等．同时根据电荷电压图形随工作条件及状态变化的情况还可以诊断DBD等离子体的工作稳定性．文章对相关原理、模拟实验结果及实际应用效果进行了介绍．     

多元有机混合液声速特性与非线性声参量B/A的数值计算

根据Jacobson的液体分子自由程理论和液体声速与分子自由程的关系,推导出多元有机混合液声速的温度系数、压力系数和非线性声参量B/A的计算公式,并根据组成多元有机混合液各组分特性参量(密度、自由程、非线性声参量B/A、等压膨胀系数、等温压缩系数等),利用给出的公式对声速的温度系数、压力系数、非线性声参量B/A进行了数值计算,并将计算结果与实验结果进行了比较.     

轻轨桥架声屏障降噪效果的测量与分析

在轻轨桥架两侧设置声屏障是控制轨道交通噪声的主要措施之一，对上海轻轨明珠线桥架两侧设置不同高度声屏障实际降噪效果的测量与分析，对声屏障的实用设计有重要的参考价值。     

光学多普勒血液微循环测量技术及其最新进展

血液微循环的测量研究有着非常重要的临床诊断价值。现有的可用于血液微循环测量的光学多普勒技术可分为三大类:激光多普勒技术、相干层析多普勒技术和光声多普勒技术。在介绍这三类技术的基本工作原理和主要特点的基础上,简要分析了各类中最具代表性的前沿技术,分别为激光多普勒宽场实时成像技术、光学相干层析多普勒微血管造影术和光声多普勒流速测量技术。对这些前沿技术的进一步发展和实际应用进行了展望。     

两种气泡混合的声空化

将非线性声波方程和改进的Rayleigh-Plesset方程联立可以描述空化环境中的声场及相应的气泡动力学特征. 用时域有限差分方法模拟了圆柱形容器内两种气泡相互混合时的空化情况. 在烧杯内的稳态背景声场形成过程中, 瓶壁耗散吸收扮演了重要的角色. 在稳态背景声场的基础上, 分析了混合气泡与声场的相互作用、气泡之间的相互作用、混合情况下的频谱特性. 结果表明: 两种气泡平衡半径都不太大时, 气泡与声场的相互作用不强, 声场及气泡的行为也比较规律; 相反, 当其中一种气泡平衡半径相对比较大时, 声场与气泡具有较强的非线性相互作用, 声场及气泡的行为表现出复杂的特性.