光声成像(Photoacoustic imaging PAI)检测具有非接触、高对比度、高分辨率及深度探测等优点,在生物组织医学图像诊断领域具有巨大潜力。频域光声成像(Frequency-Domain PAI)检测技术采用低能量连续调制激光对样品进行激发,利用声探测器对调制激光诱发的调制声波信号进行探测,通过对调制声波信号特征(幅值与相位)进行分析,实现生物组织或材料特性的无损检测,PAI兼具光学成像对比度大与声学成像深度大的优点,在生物组织病变诊断及材料特性分析具有重要优势。本文针对模拟生物组织的频域光声成像检测技术开展研究,主要开展了调制激光诱导光声压的一维数学模型建立、光声频域特性仿真分析、光声频域与位置扫描成像检测系统研制及模拟生物组织的频域扫描与位置扫描成像检测试验等研究。首先,本文将生物组织模拟为半透明光散射介质,基于漫射传输近似理论、热传导方程及弹性波动理论建立一维频域光声压数学模型,利用该模型仿真分析了介质吸收层特性参数(光吸收系数、散射系数、导热系数、热扩散系数、热膨胀系数、体积模量及吸收层厚度)对光声信号频域特性的影响及规律,同时利用Monte Carlo法对生物组织内部光场分布进行仿真,研究组织参数及内部结构对光场分布的影响。其次,本文研制了频域光声扫描成像检测试验系统,其中包括光声成像检测试验系统平台搭建、扫描移动平台驱动与自动控制编程和基于Lab VIEW平台光声信号幅频与相频特性采集、分析及处理软件系统开发,该系统可实现位置扫描路径规划与选择、频域扫描参数设置及调制光声信号幅值与相位的自动采集与记录等功能。最后,本文采用建立的频域光声成像检测试验系统对模拟生物组织进行频域光声成像检测试验研究。给定调制频率条件下,通过位置扫描成像分析了介质内吸收体内光学参数与结构变化引起频域光声信号幅值与相位的特异性变化规律。在给定位置条件下进行了光声信号频域响应(幅频与相频)试验,通过频域光声信号的时域转换,分析了光声信号在模拟生物组织内部不同深度的反射特性。