光声成像技术是一种利用组织光吸收性质的差异来进行鉴别以及成像的医学影像技术，它结合了组织纯光学成像和组织纯声学成像的优点，能为组织成像提供高的超声分辨率和高的光学对比度。生物组织内产生的光声信号反映了组织的光吸收差异，同时也反映了组织的代谢差异和病变特征，因为不同生理状态的生物组织对光的吸收不同。所以，应用光声成像技术对生物组织进行层析成像和功能成像成为目前研究的热点，许多研究者认为光声成像技术有望发展成为一种新的无损伤医学层析影像技术。本文主要研究一种基于声透镜成像和峰值保持技术的光声层析成像技术，它具有实时和快速成像的优势，有望发展成为用于医疗诊断的光声照相机。本文主要内容： 第一，根据傅里叶成像的理论，在理论上论述了一个具有空间傅里叶变换性质的声透镜能够将样品产生的光声信号直接成像到像面上，这样只需在像面上探测光声信号就可以重建出样品的光声图像。由于光声信号具有很好的时间分辨特性，可以利用时间分辨技术和峰值保持技术实现光声层析成像。 第二，设计了峰值检测和保持电路来采集光声信号的峰值进行图像重建，讨论了峰值检测和保持电路的组成、工作原理及其在光声成像和层析成像中的应用。由于采用了峰值保持技术提高了光声成像系统的成像速度，简化了成像系统。 第三，根据声透镜成像理论和峰值保持技术，本文设计了一种快速光声成像系统，讨论了该系统的装置、工作原理及其软件的实现方法。 第四，利用上述光声成像系统进行实验成功地获得单一层面样品的二维光声图像和不同层析样品的光声层析图像，并使用一套4f声透镜光声成像系统，实验成功地获得清晰的光声层析图像。 实验中，用短脉冲激光均匀照射样品，样品由于光声效应产生超声信号，具有成像能力的声透镜把样品产生的声压分布成像于像上，然后利用线性阵列超声传感器在像面垂直扫描探测光声信号，并利用峰值检测和保持电路把同一像面上的光声信号峰值采集到计算机中，最后根据光声信号振幅的空间分布进行图像重建。根据成像系统物像共轭原理，同一物平面的光声信号到达像面的时延相等，而不同物面的光声信号到达同一个探测器平面的时延各不相同，因此，结合时间分辨技术和峰值检测和保持电路的延时控制技术，调节延时控制电路的不同时延就能获得不同层面样品的光声图像。实验结果显示，所得光声图像与原物吻合，图像清晰，对比度高，证明这是一种有效的光声层析成像技术。