常见的光学成像有共聚焦显微成像、双光子显微成像等，其中蕴含了丰富的对比度[2]， 由 于生物组织中不同部位组织对光的吸收性能存在差异，不同生物组织对不同波段光的吸收特 性与生物组织中的色素、血红蛋白浓度、水、油脂等含量均有密切关系， 因此光吸收系数的 大小与生物组织的功能活动密切相关，也正是由于这个原因光学成像能够反映出生物组织的 结构和功能特性。但是光学成像的精度受到了衍射和散射的限制，由于光散射和衍射的存在， 光学成像的的成像深度和空间分辨率受到限制。当入射在组织上的光波段在可见光和近红外 光部分时，光在其中传播的平均自由程仅为一毫米，在组织深处无法有效聚焦，超过一毫米 时，成像分辨率仅为成像深度的三分之一，因此光学成像技术很难对组织深处进行高分辨率 成像[3]。

常见的声学成像技术分为 A、B、M 几种类型，分别代表幅度调制、辉度调制、光点扫描调 制型。与光学成像相比，声波在生物组织中的散射强度比光波的约低两个量级，因此声波可 以在组织更深处有效聚焦，即声学成像有较高的成像深度，但由于声波为机械波，其成像参 数为与生物组织功能特性基本无关的力学参数（如 B 超成像则是以不同组织的声阻抗特性不 同为基础来重构图像，而不同生物组织中不同功能特性的部分声阻抗差别往往很小），因此这 种方式的成像深度虽然高，但对比度往往很小[4,5]。 

光声成像将两者结合在一起，具有无法比拟的优点，得到了空间和深度分辨率兼顾的成像 方式。光声成像总的来说有以下特点：第一，它胜于与现有的存在深度限制的高分辨率光学 成像，同时深度分辨率仍大于 100[6] ；第二，即使不改变深度分辨率，成像深度和空间分辨率也都是可调的[6]； 第三，它利用激光线宽窄和生物组织的选择吸收特性，可实现高特异性 的功能成像[7]；第四，它能够提供以多参量为依据的多尺度成像 ；最后，光声成像技术是一 种不会破坏组织的成像方法，因此对人很安全；正是基于这些优点，光声成像技术广泛应用 于生物医学成像技术中，如血红蛋白浓度和血红蛋白氧饱和浓度的测量 、黑素瘤、脑功能成 像等许多方面[7,8]。 文献综述

表格 1 列出了光学成像、超声成像、光声成像三种成像技术的性能比较[9]。 

表 1 光学成像、超声成像、光声成像性能比较

1。2 国内外研究进展

1。3 研究意义

本文通过对光声显微成像技术的模拟和光路设计能够为以后对活体小鼠成像实验打下基 础，同时还可通过光路设计探究提高成像分辨率的方法。通过对光声时域成像两种算法的分 析与模拟比较可以看出两种算法的优缺点从而在实际操作中能够根据不同的需求选择不同的 图像重构算法；由于脉冲激光器峰值功率高、体积大、成本较高，在生物医学方面会受到一 些限制，因此对光声频域成像的研究更是具有深远的意义，加上目前对频域成像算法的研究 很少，如果能够找到很好的频域成像算法，就可以使用峰值功率低、体积小、成本较低的连 续激光作为照射源，对活体细胞的伤害更小。 

2 光声成像原理

在组织中因为光声效应产生的光生电压的传播方程满足 

 

其中，p( r , t) 为时间为 t 时，位置 r 处的光声信号声压大小，c 为生物组织中的声波传播速率，

