吸收媒质中非线性Gauss聚焦超声场的仿真研究

通过频域有限差分法求解KZK方程,对吸收媒质中Gauss聚焦超声换能器的基波和高次谐波声场进行计算和仿真,研究了各次谐波沿传播方向的分布规律,发现高次谐波声场同样具有Gauss聚焦特性,并且谐波阶次越高,聚焦特性越好.此后讨论了不同的吸收系数对Gauss声场聚焦特性的影响,结果显示吸收系数的改变不会影响Gauss声场的径向分布形状,但吸收系数的增加导致聚焦区域声场强度的减弱,甚至聚焦无法实现.     

20MHz超声聚焦换能器的设计及其应用

为提高工业超声显微镜的成像分辨率,需要用高灵敏度的超声聚焦换能器.本文对研制的聚焦换能器的等效电路进行了理论分析,利用Matlab软件,数值模拟了聚焦换能器沿轴线方向辐射的脉冲聚焦声场,讨论了聚焦换能器的脉冲声场特性.采用特殊工艺研制压电晶片,用环氧树脂和钨粉的混合物作背衬,由此研制的主频为20 MHz宽带窄脉冲有源自聚焦换能器,在实际检测中回波仅有一个波形,缺陷的成像分辨率达0.4 mm.     

焦距可调的超声聚焦换能器研究

动态聚集超声换能器，由６个不同面积、等间距、等宽度的同心圆环和中心圆片组成的平面换能吕作为声发射基阵，通过改变辐射孔径和每个辐射圆环的电激励信号延迟时间、实现动态聚焦，同时，保证各聚焦处声强一致，作者利用声辐射原理和傅里叶光学变换，推导出聚焦声场声压分布表达式，设计出换能器的结构参数，结果表明，该系统聚焦范围大，在７７－１５７ｍｍ之间分６档可调，聚焦换能器近场声束较宽，不同聚集处波束宽度在４．９－     

聚焦超声近场辐照内皮细胞前后的差异蛋白质组学研究

比较聚焦超声近场辐照内皮细胞前后蛋白质的差异,可为聚焦超声近场所致生物学效应提供依据.用聚焦超声近场辐照内皮细胞株HUECV304,通过聚丙烯酰胺凝胶电泳分离聚焦超声近场辐照与未辐照HUECV304细胞的蛋白质,切取差异蛋白质条带,采用液相色谱电喷雾离子阱串联质谱(LC-ESI-ITMS/MS)鉴定差异表达的蛋白质.LC-ESI-ITMS/MS识别相对分子量在(95～130)×103区域的2条差异条带中的7个差异表达蛋白质.Western印迹分析证实了肌动蛋白(Actin)在聚焦超声近场辐照与未辐照HUECV304细胞中的差异表达水平.7个差异表达蛋白质为进一步研究聚焦超声近场辐照内皮细胞所致生物学效应提供了线索.     

圆环形Fresnel阵的声束聚焦特性

利用圆环形Fresnel阵列超声换能器可以实现声束聚焦B扫描成像.分析了圆环形Fresnel阵列产生的声场特性,包括轴上,焦平面上和全空间的聚焦声场分布,随频率变化的聚焦扫描特性,横向及纵向分辨率等.由研制压电陶瓷环形Fresnel阵列换能器进行了实验研究,其结果与理论是符合的,最后还进行了成像的初步实验.     

平面同心环换能器近场近轴区聚焦特性分析

本文分析了平面同心环换能器近场近轴区的聚焦特性。文章导出了平面同心环在近场近轴区声场的理论计算公式,对不同的聚焦平面计算了焦平面上各点及焦点周围的任意一点的强度响应,从而看出菲涅尔区焦点附近的强度分布。文章还对均匀园盘和平面同心环在近场近轴区的强度响应进行了比较,说明了平面同心环聚焦的优越性。     

焦距可调的超声聚焦换能器研究

动态聚焦超声换能器，由６个不同面积、等间距、等宽度的同心圆环和中心圆片组成的平面换能器作为声发射基阵，通过改变辐射孔径和每个辐射圆环的电激励信号延迟时间，实现动态聚焦；同时，保证各聚焦处声强一致．作者利用声辐射原理和傅里叶光学变换，推导出聚焦声场声压分布表达式，设计出换能器的具体结构参数．结果表明，该系统聚焦范围大，在７７～１５７ｍｍ之间分６档可调．聚焦换能器近场声束较宽，不同聚焦处波束宽度在４．９～３．０ｍｍ范围内变化．通过计算机模拟仿真，取得和理论设计要求一致的结果．     

圆环形Fresnel的声束聚焦特性

利用圆环形Fresnel阵列超声换能器可以实现声束聚焦B扫描成像。分析了圆环形Fresnel阵列产生的声场特性,包括轴上,焦平面上和全空间的聚焦声场分布,随频率变化的聚焦扫描特性,横向及纵向分辨率等。由研制压电陶瓷环形Fresnel阵列换能器进行了实验研究,其结果与理论是符合的,最后还进行了成像的初步实验。     

各向异性介质表面Fresnell阵产生的声束聚焦

从作者所发展的包括压电介质在内的各向异性介质的表面激发理论出发，研究各向异性介质表面Fresnell阵列物理透镜在各向异性介质中会聚声场的性质.分别对在PZT内产生的声体波聚焦和ST-石英和YZ-LiNbO₃表面产生的声表面波聚焦进行了分析，并与熔融石英作代表的各向同性介质进行了比较.它们之间聚焦声场的差异是相当大的.当各向异性因子γ＞0时，相对于γ=0的各向同性焦距要短.反之γ＜0时，则焦距变长.     

近场声聚焦波束形成与波束零陷研究

为分析舰船各部位辐射噪声源分布情况,采用近场聚焦波束扫描声图被动定位法,对测量区内各个位置进行逐点波束扫描,根据各点波束输出功率绘制噪声源的分布图.提出近场波束零陷形成方法,在强辐射声源位置形成波束指向性零点,减少其对其他部位波束扫描的影响.仿真结果表明:该方法提高了对弱声源信号的检测和定位能力,改善了聚焦波束扫描声图质量.     

利用高斯声束叠加法研究圆形活塞聚焦换能器的非线性声场

由于高斯函数的积分简单性,利用高斯声束叠加法对圆形活塞聚焦换能器在有损媒质中产生的基波,二次谐波声场进行了理论计算,并建立了相应的实验测量系统,实验结果与理论计算结果符合得较好。     

双透镜聚焦系统对高斯激光束的聚焦

该文利用高斯光束q(z)参量推导出了反远距双透镜聚焦系统对高斯光束聚焦光斑的精确计算公式．用反远距双透镜聚焦系统能获得um级甚至更小的聚焦光斑,同时系统可以获得比别的其它聚焦系统较长的工作距离．     

二维超声阵列换能器声束控制技术的仿真研究

超声波束特性直接影响超声图像的清晰度和对比度。二维超声换能器阵列结构岛数字声束控制技术相结合,是现代超声成像系统发展的重要方向。以二维平面矩形超声换能器阵列和二维圆环超声换能器阵列为对象,利甩仿真实验分别测试幕声束聚焦、声束激励、幅度变迹等技术对声束的控制性能。结果表明,灵活的声束控制技术组合可似有效提高二维超声换能器阵列的声束性能,突出声束主瓣,降低旁瓣与栅瓣的影响。     

宽电子束聚焦的变分理论

假定空间静电电位φ的磁感应强度矢量(?)在实验室坐标系中的分布是已知的,利用变分方法研究了正交和非正交两种曲线局部坐标基下宽电子束聚焦的普遍理论.将变分原理下的细电子束聚焦推广到宽电子束聚焦,证明了其结果与用电动力学方法研究宽电子束聚焦的一致性。     

电子束磁聚焦法测量地磁场

在电子束磁聚焦现象的理论基础上分析了利用磁聚焦法测量地磁场的可行性,并在电子束实验仪上测量地磁场的主要参量,结果表明,利用磁聚焦法测量地磁场实用有效,测量结果精确度较好。     

图像测量技术中几种自动调焦算法的对比分析

对几种常用的自动调焦算法进行了对比分析，并通过实验对各种调焦函数的灵敏度、一致性、稳定性、计算速度等指标进行测试和验证．理论分析和实验结果表明：灰度变化率之和函数具有较大的调焦范围，且近似为线性变化，同时计算速度适中，稳定性较好，因此适于大范围粗调焦；Laplacian函数和Tenengrad函数峰顶宽度相对较窄，灵敏度高，稳定性好，因此适合于小范围精确调焦，但是计算速度较慢；Roberts梯度函数的灵敏度居中，既有一定的调焦范围，在焦点附近又具有比较高的灵敏度，而且稳定性好，计算速度快，因此适于中等范围的自动调焦．     

球面压电式ESWL聚焦的实际焦点的数值分析

为了计算球面压电陶瓷型ESWL(extracorporeal shock wave lithotripsy)发射的球面冲击波在球心附近的实际动力学焦点,利用CCW(chisnell-chester-whitham)射线方法的一种离散格式,计算了对于不同张角球面压电陶瓷型ESWL冲击波聚焦问题的一些数值解.数值结果指出了球面压电陶瓷型ESWL几何中心即球心附近的冲击波聚焦特性,实际的动力学焦点不在球心而有所偏移.随着张角的增大,聚焦能量增加,轴线上的压力比也随之增加.     

面对称静电场中曲轴宽电子束聚焦的象差理论

在宽电子束聚焦普遍理论的基础上,研究了面对称静电场中曲轴宽电子束聚焦的象差理论,讨论了曲轴横向象差的定义,给出了象差方程和象差系数,并将曲轴宽电子束聚焦的象差理论应用于轴对称静电阴极透镜。所得结果适宜于计算机处理。     

光学三角法高精度自动调焦系统设计

介绍了一种光电式自动调焦系统。该系统利用半导体激光器作光源，基于光学三角法的原理，将会聚到工作台上的激光光斑成像在二象限硅光电池上，再利用硅光电池输出信号的变化实现调焦。该方法能方便地实现自动调焦，且调焦精度高、体积小、结构简单、易于安装，具有一定的实用价值。     

高功率激光光束的光束质量及聚焦

介绍激光光束的光束质量定义，讨论高功率激光光束的光束质量及其描述和激光光束经透镜的聚焦。