在最近的一项研究发表在开放获取期刊亚博网站下载,研究人员分析了超声波声场的特性所产生的激光熔融石英晶体内细胞acousto-optical (AO)调制器。一个脉冲声显微镜技术被用来检测和量化的声波。
研究:评估的声波Acousto-Optical超声成像设备。图片来源:DaGa5 / Shutterstock.com
AO设备原理
AO设备由一个压电传感器和一个合适的AO水晶细胞(布拉格盒)耦合在一起。超声波射频(RF)信号生成一个声波在压电换能器。进一步说,这波穿过AO细胞就像入射激光束的相位光栅。
因此,激光衍射在一个特定的入射角。这声光栅之间的相互作用和激光物理性质和用于偏转、调制、频谱和空间电磁波的过滤。
计划(一个)和外观(b)的实验设置:1-AO细胞;2-emitting piezotransducer;3-cuvette浸液;4-receiving piezotransducer;5-pulser-receiver;6-analog-to-digital转换器;7-motorized翻译。绿色和红色箭头显示纵向(左)和横向(T)波传播在AO细胞,蓝色箭头对应于纵向波在液体。图片来源:季托夫、年代等。材料亚博网站下载
一些常用AO材料锗(Ge)晶体,掺入玻璃、碲亚博网站下载氧化物(TeO2)、石英玻璃或石英(SiO2),硫化砷(2年代3)、铅氧化钼(PbMoO4)和硒化锗砷(通用电气33作为12Se55)。所有这些材料都是用于亚博网站下载玻璃或水晶形式形式。此外,他们有不同的最佳光学为AO应用范围。
AO细胞内部的感应声场不可避免地就会衰减,分歧,走下舞台,和反射在AO方面,由于热生成,水晶不均匀性,和内在缺陷。因此,适当的考试诱导结构的声学领域的认证是必不可少的,它给出了一个明确的理论和实验之间的不匹配的AO设备。
成像的低频声波在AO设备使用干涉和全息技术已经完成。这些技术使用数码相机来记录衍射激光光束,这取决于声波的频率。因此,数码相机无法记录输出信号的高频AO设备。在激光扫描技术,激光光束的直径应小于声波的波长,这意味着,它只能应用低频声学领域。
关于这项研究
在这项研究中,研究人员使用一个浸入式超声换能器和熔凝石英作为AO调制器调查模式,振幅,超声波的传播轨迹在AO调制器。
时空信号测量年代微光(x,τ)(一个)和年代图片(x,τ)(b)。图片来源:季托夫、年代等。材料亚博网站下载
AO细胞有一个直棱镜形状12毫米厚度。对各向同性互动,纵向声波在铌酸锂生成传感器,这是AO细胞的底部。此外,细胞的上平面倾斜的角度6.5⁰防止站声波的形成。
意思是射频50 MHz的扫描范围30 MHz。的上平面AO细胞被水下使用电池。第二piezotransducer放在quartz-water接口记录波的空间分布。脉冲激光器和模拟-数字转换器使用12位的分辨率和采样率500 MHz。
观察
直接横波具有显著的相对振幅为0.078。此外,这种多余的横波传播方向相同的纵向波,不能减毒的吸收器。因此,横向波随纵向波的存在不能被破坏时计算。
此外,纵波振幅的0.77是最大的反射波。横向波在上层界面生成的模式变换入射纵波要弱得多,因此,他们都被忽略了。
直接的振幅波并没有改变,而反射波的振幅在吸收器的存在成为小。纵向和横向波的速度是2650米/秒和1100 m / s,分别为固体吸收剂介质密度为1150公斤/米3。同时,反射波的振幅很小但不可以忽略不计。
射线传播在AO细胞吸收器。图片来源:季托夫、年代等。材料亚博网站下载
结论
最后,本研究的研究人员使用脉冲声显微镜的超声声学领域熔凝石英AO细胞。这个方法很适合与多次反射系统由于显著的反射振幅的理论和实验值之间的匹配和反射系数。
此外,它检测到的存在不必要的横向波准确。因此,它是一种很有前途的理论估算方法和建模的结构声学领域AO设备。
源
季托夫、S。,Machikhin, A., Pozhar, V., Evaluation of Acoustic Waves in Acousto-Optical Devices by Ultrasonic Imaging.亚博网站下载2022年,15,1792年。https://www.mdpi.com/1996-1944/15/5/1792
免责声明:这里的观点是作者表达他们的私人能力,不一定代表AZoM.com T /有限的观点AZoNetwork这个网站的所有者和经营者。这个声明的一部分条款和条件本网站的使用。