光声成像作为一种新型的生物医学成像技术在近几十年迅速发展,相比较纯光学与声学成像,光声成像技术在成像深度和对比度方面展现出更大的优势。但是,大多数光声显微系统采用压电超声换能器进行光声信号检测,受压电材料固有物理属性的限制,这类探测器的探测带宽有限,通常在几十兆赫兹左右,无法准确响应短脉冲光声信号。这导致了成像系统纵向分辨率较低（通常大于20μm）,难以准确定位吸光物质的深度位置。而且,在光学分辨率光声显微系统中,空间分辨率在轴向与横向上存在着巨大差异,严重影响了组织三维形态结构的图像重建,无法反映出样品的真实样貌。表面等离激元共振效应（Surface Plasmon Resonance,SPR）具有极快的时间响应速度,可以探测到介质折射率的瞬态变化,而且基于SPR效应的折射率传感灵敏度极高,可以检测到介质折射率10-8量级的细微变化。因此,该技术可以轻易的探测到光声压力波引起传感层附近介质折射率的微小变化,并实现宽带的光声检测。本文引入SPR传感技术进行对光声波的检测,并设计加工了一种声学微腔提高SPR传感器的声压检测灵敏度,研发了一套基于声微腔增强SPR传感的光声显微成像系统,主要包括以下研究内容:首先,本文介绍了光声成像技术,针对现有压电超声换能器带宽不足的缺点,自行研制了基于SPR效应的声波传感器。通过模拟与优化,确定了在波长为632.8nm入射光作用下,传感器的金膜厚度（50nm）和入射光角度（71.5°）等关键参量。经测定,该传感器可以准确响应超声波的激励,具有477Pa的声压探测灵敏度。然而,该SPR传感器单点平场的探测方式,其灵敏度还需提高以满足生物医学成像的需求。进一步,我们研发了声学微腔以提高系统的声压探测灵敏度。本文根据光声波传播和声场空间分布特征,设计了一种椭球内表面的金属型声学微腔,通过合理配置SPR传感器与声学微腔的空间架构,球面型发射的背向传输光声波将被会聚至传感器的探测位点上,实现了对光声波的高效利用。以此为核心,我们构建了基于声微腔增强SPR传感的反射式光声显微成像系统,将系统声压探测灵敏度提高至原来的三倍（约160 Pa）。经量化,该系统保持了高达～98.3MHz的声谱响应能力并具有4.2μm的横向分辨率和10.5μm的纵向分辨率。最后,我们使用该光声显微成像系统对活体小鼠的血管网络进行了成像观测。利用血液在可见光波段的固有强光学吸收特性,该系统无需外源标记,即可获得微血管网络的三维形态结构图像。借助于系统良好的超声探测灵敏度和宽带响应能力,我们不仅获得了厚度仅为几百微米的耳部血管结构图像,而且清晰的观测到高散射小鼠前肢皮肤的血液微循环系统。这标志着基于声微腔增强SPR传感的高灵敏宽带光声显微成像技术有望为研究肿瘤血管的病变特征提供新型手段。