在光声成像中,超声传感器的性能是成像信噪比的决定性因素,决定着最终成像质量。我们采用正交双频光纤激光器作为超声敏感单元(其噪声等效声压达到43.6Pa,探测带宽15 MHz),实现了活体光纤光声显微成像,横向空间分辨率为3.2μm,视场范围达到3×1.6mm~2,但成像信噪比还有待提高。针对这一问题,本文分别在降噪与增敏两方面就如何提升光纤超声传感系统的性能展开研究并取得成效,使光纤光声显微成像系统的信噪比得到显著提升。在降噪方面,提出“复制—平均”法,初始信号通过缓冲光纤“复制”出多个相同信号并在时间上相互分开,依次检测后对超声波形进行平均,有效降低来自探测系统的噪声,使检测系统噪声降低40%,成像系统的背景噪声降低3.5d B,信噪比提升1.6倍。在增敏方面,从以下两方面分别展开研究:1、针对超声对石英光纤的力学作用较弱这一问题,提出在光纤表面进行聚合物涂敷,以增强超声耦合。通过理论研究发现,在圆光纤上涂敷厚度为25μm,四分之一圈的PMMA,能够使超声传感器的灵敏度提升35%左右;2、针对光纤与球面超声波前不匹配、超声作用有效长度有限这一问题,利用平凹镜将超声球面波前转换为平面波前,使有效作用长度得到提升。实验结果表明,这一方法使超声传感器的灵敏度提升一倍左右。通过以上增敏、降噪方法,使光纤光声成像系统的信噪比得到有效提升,这有利于光纤光声成像技术未来在可穿戴、内窥成像等方面取得应用。