近年来,光声成像作为一种新型的生物医学光学成像技术迅速发展。该成像技术基于光声效应,有效的结合了光学成像和声学成像的优点,具有成像分辨率高、成像深度深、无侵入无标记等特点。本文设计并开发了一套基于光纤的双模态光声成像系统,应用光纤中的受激拉曼散射效应,将单波长脉冲激光源变换至超高速切换的双波长脉冲激光源,在该光源下实现在体小鼠血管组织的结构成像和功能成像。论文主要工作如下:1.设计系统技术方案,搭建系统硬件。系统通过光纤中的受激拉曼散射效应,设计双波长调制光路,完成532 nm的单脉冲激光源变换至532 nm和558 nm的双波长脉冲激光源,其中558 nm脉冲激光延迟558 nm脉冲激光220 ns左右,最高可达2 MHz的激光脉冲频率。在该双波长激光源下设计光声信号捕捉光路和二维电控平台,实现光声信号的捕捉与采集。2.设计系统软件用户界面,编写系统采集软件。系统基于LabVIEW开发,实现二维电控平台控制和系统采集与扫描,其中二维电控平台控制具体包括电控平台串口通信、电机命令编码与验证、电机控制命令执行、电机精确定位及复位;系统采集与扫描具体包括数据采集卡设置、系统主程序设计和二维扫描控制。3.设计实验验证系统性能。实验结果表明:系统结构成像分辨率可达40μm,血氧饱和度计算误差不超过3%,基本满足系统结构与功能的双模态成像。本论文搭建的基于光纤的双模态光声成像系统具有连续性、重复性和稳定性,已初步具备生物医学光学成像研究能力,可为小动物在体结构成像及功能成像研究奠定基础,为今后研究药物代谢与疾病诊断提供有力保障。