听觉神经假体是恢复重度和极重度感音性耳聋患者听觉的唯一方法。由于刺激电流易扩散、电极与组织接触引起神经细胞进一步凋亡等一系列问题，使听觉神经假体激空间分辨率低下。近红外激光由于其方向性好等优势已被广泛用于神经刺激中，其刺激的有效性和高空间分辨率也已得到证实。但近红外激光刺激内耳听神经时，光热作用会在内耳淋巴液中产生热膨胀机械波，该机械波在内耳的传导可能会刺激内耳毛细胞，因此导致近红外光刺激对内耳听神经刺激的作用机制不明确。另外长波近红外激光波长具有高的组织吸收系数，导致光能被大量的耗散在耳蜗淋巴液层，使得长波近红外光刺激能效较差。为了给听觉神经假体提供一种刺激分辨率更高，且更安全有效的刺激方法，本文针对上述长波近红外光刺激存在的问题做了进一步的探索和优化。　　本文首先用光纤压力传感探头和耳声发射两种检测方法测试了内耳光脉冲诱发的热机械波声压级，来考察近红外光刺激的作用机制。为了了解该机械波在内耳的幅值及形态，本文先制作了微米级光纤压力传感器对内耳光热机械波进行直接测试。测试结果表明近红外光脉冲（100μs脉宽）在最大脉冲能量刺激时，在内耳产生的光热机械波声压级约为98 dB，相当于在外耳道给出73 dB SPL的声音刺激。在致聋动物模型中，动物听阈基本被提高至80 dB SPL以上，因此在实验中该机械波对内耳的影响是可以被忽略的。另外，本文首次将耳声发射系统与侧方位出光光纤技术相结合进行内耳机械波声压级测量。该测量方案可以有效将光脉冲在内耳产生的光热作用和光机械作用区分开来，从而能够准确的研究内耳毛细胞对该机械波的敏感程度。测试结果表明虽然该机械波最大值约为95.5 dB非常接近第一个测量结果，但内耳毛细胞对该机械波并不敏感，光诱发的听觉响应主要还是来自于光热作用对内耳听神经的直接刺激。实验结果证明了近红外激光在内耳听刺激的有效性，并证明了光热作用是占主导地位。　　在上述工作的基础上，本文提出了一种利用低吸收系数的短波近红外激光作为刺激源的听神经刺激方案，对目前长波近红外激光刺激能效低以及组织安全性差等问题进行优化改进。为了验证方案的可行性，本文首先建立温度场仿真模型，模拟光照时引起的组织温度时间和空间分布情况。仿真结果表明短波近红外激光可以有效的穿过淋巴液层，使能量集中在神经层。与长波近红外激光阈值参数仿真结果相对比，短波近红外光脉冲在神经层内引起的组织温度梯度的变化均达到了刺激阈值要求。在仿真结果的指导下，本文开展了动物实验进一步证明短波近红外光脉冲的有效性。动物实验结果表明短波近红外光脉冲可以有效的刺激正常听觉以及致聋动物内耳听神经，并证明该刺激方法在高频刺激时具有一定的组织安全性。本研究初步实现了对目前近红外听神经光刺激的优化。　　针对目前光纤刺激方式多通道化设计困难等问题，本文进一步优化了用于内耳光刺激的刺激方法，设计并测试了基于的垂直腔面发射激光器(Vertical CavitySurface Emitting Laser，简称VCSEL)的可植入式多通道近红外光刺激器。通过体内外慢性测试实验，证明本文制作的光刺激器具有一定的组织安全性和稳定性。该方案不仅为人工光学耳蜗的设计提供了可靠的方法与思路，更为近红外激光在人工听觉假体的应用成为可能。　　最后本文根据前期研究结果，对听觉神经假体中的脑干植入假体(AuditoryBrainstem Implant，ABI)进行了优化和改善。本文选用波长为980 nm的短波近红外激光刺激动物耳蜗核神经细胞，通过记录下丘对应特征频率单神经元电活动，来评价光刺激对耳蜗核神经的调控作用，以及纳米颗粒对光刺激影响。动物实验结果表明，在没有碳纳米颗粒加入时，980 nm短波近红外激光不能直接激活耳蜗核神经元，但对声音诱发的神经元响应有抑制作用，而且这种抑制效果是可逆并具有高空间选择性的。而在碳纳米颗粒的加入后，980 nm激光可以直接诱发耳蜗核神经元响应，且其刺激具有较高的空间分辨率。这一发现为短波近红外在神经刺激中的应用开拓了新的方向。　　本文通过理论计算和动物实验方法探索了近红外光刺激内耳听神经的作用机制，验证了近红外光刺激在听觉神经假体中的有效性和可行性，为人工光学耳蜗和听觉脑干假体的优化设计提供新的方法和依据。