光声成像是一种结合光学和声学原理的多模态成像技术，可用于观察和获取组织内部的结构和功能信息。血液流速是评估血管功能的重要指标，血液流速的测量与疾病的发生和发展密切相关。推导了基于热测量法测量血液流速的基本理论，搭建了光声测速/成像实验系统，并开展了光声速度测量和成像实验。通过实验研究，获得了光声声压与流体速度间的定量关系，经实验验证流速测量的平均误差为8.2%，最大测速范围可达200 mm·s^-1。在此基础上，采用二维机械扫描的方式实现了分辨率为10 μm的光声形态/流速协同测量。

光声显微镜结合了光学成像的高分辨率和声学成像的组织穿透深度，在生物医学领域有着广泛的应用。随着技术的发展，其小型化系统有着新的发展机遇。然而，传统光声显微镜的光路受超声换能器的不透明影响，声-光共聚焦扫描需要复杂的模块，不利于光声系统的小型化发展。提出了基于透明超声换能器的光声显微镜，自主制作了7 MHz透明超声换能器，实现了小型化、低成本、大视场的同轴共焦成像模式。实验结果表明：基于透明超声换能器的光声显微镜，横向分辨率为18.0 μm，信噪比高达38 dB，成像范围可达16 mm×16 mm。对小鼠鼠耳皮下血管的成像实验验证了系统具有成像生物组织网络的能力。

医学成像在皮肤病学的病理生理相关性的临床诊断和评估中起着不可或缺的作用。然而, 现有的成像技术很难获得色素性皮肤病的黑色素空间分布和色素浓度。本文中我们提出了一种线性共焦扫描光声显微镜, 用于快速无损地获取色素性皮肤病的病理结构变化和色素异常部位的黑色素分布情况。通过样品试验和动物试验证明了该显微成像系统的可行性及成像能力, 并进一步对咖啡斑患者的正常表皮和病变表皮进行高分辨成像, 图像结果表明, 正常皮肤和咖啡斑皮肤之间黑色素分布及浓度存在着明显的差异。通过使用快速线性共焦扫描模式, 可以在1 s内快速获得检测部位的光声断层图像。线性共焦扫描光声显微镜也可以扩展到诊断其他皮肤性疾病, 是一种具有前景的皮肤病学成像技术。

报道了一种利用直线电机连续-步进的扫描方式进行光声显微成像的系统, 该系统在运动时走弓字型路线, 其中直线电机在X轴方向上连续运动, 在Y轴方向上以步进的方式运动, 采集卡只在X轴电机运动的过程中连续采集。该成像系统较之前振镜扫描的方式扫描的范围更大, 可达到厘米尺度范围内的生物组织光声成像; 较之前的步进电机逐点扫描的方式扫描速度明显提高。同时本文采用电机带动光和超声换能器一同扫描的方式, 较光和超声换能器不动电机带动样品扫描的方式更灵活。另外利用包埋碳丝的模拟样品和在体小鼠耳朵血管来验证系统的成像能力。实验结果表明, 这种快速光声显微成像方法及其系统可以实现在体组织的高分辨率成像, 有望成为一种无创、实时的光声显微镜应用于生物医学当中。

报道了一种非接触、宽频带、联合微型激光器和低相干迈克尔逊干涉仪的全光学光声显微镜(BD-AO-PAM)、光学相干层析系统(OCT)的硬件用于光声信号的检测。目前全光学光声显微镜可检测到的带宽为67 MHz, 用碳纤维测得系统的横向分辨率可以达到10.8 μm。进一步的, 利用包埋头发丝的模拟样品和在体小鼠耳朵血管来验证系统的成像能力。实验结果表明, 这种全光学光声显微镜可以在体的实现组织高分辨率的成像, 有望成为一种便携式非接触的光声显微镜应用于生物医学当中。

提出了具有高探测灵敏度的微腔光声探测技术。采用微腔耦合技术，将细胞内产生的光声信号，通过微通道传导到耦合腔，被麦克风接收，成功研制出微腔光声探测器。在相同的温度变化情况下，密闭腔内气压变化量与腔的体积成反比，腔的体积越小，气压变化量越大，探测器对压力的响应度就越高，对于微弱光声信号就越灵敏。因此，设计出的高灵敏度微腔光声探测器，能够探测到连续调制光激发出的微弱光声信号，重建出免标记的细胞水平的光声显微图像。从已获得的分辨率板、洋葱表皮细胞和血红细胞等样品的光声显微图像可以说明这个光声微腔探测器的灵敏度高，分辨率达到1.25 μm。