专栏名称: COMSOL 多物理场仿真技术
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Appl. Phys. Lett. 复现 | 伸缩相位反转菲涅尔区透镜超声可调聚焦 文末COMSOL复现

COMSOL 多物理场仿真技术  · 公众号  ·  · 2024-04-25 21:15

正文

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引言

聚焦超声由于超声在生物医学超声成像和外科手术中的广泛应用,是一个重要的问题。这种聚焦通常通过单元件凹表面传感器或复杂相控阵传感器来实现,从而为这些传感器产生曲面或广泛的电子控制系统。最近,超表面,一类结构化复合材料,其声学功能来自于其局部共振元素的集体表现,也被提出用于平面透镜。然而,由于在水中缺乏理想的隔音材料,这些声学透镜通常不能在水中工作。声子晶体也被用于设计用于空气和水的声学透镜。然而,这种平面透镜体积庞大,因为它们需要在波的传播方向上有几个波长的厚度来构造多重散射,以实现负折射或有效折射率。

原文摘要:

本文报道了一种可拉伸的硅胶相位反转(PR)菲涅尔区(FZP),该菲涅尔区能够通过在水中具有高传输系数的不同焦距将超声能量聚焦。与通过不透明屏幕中开放环状区域的波的干涉来创建焦点的传统FZP不同,硅胶PR-FZP利用FZP的所有区域都为焦点区域做出贡献,而不是不透明区域,通过添加相位补偿区域来补偿相位。更有趣的是,硅胶PR-FZP可以拉伸,并且随着PR-FZP的拉伸,在半最大值处不变的全宽度的逐渐增加焦距。上述性能在实验和模拟中得到验证。具有可调焦距的可拉伸PR-FZP在超声成像和超声神经调节等广泛领域具有潜在应用。

原文总结:

总之,我们已经设计和实现了一种具有可调焦距和高聚焦强度的水下可拉伸硅胶PR-FZP。这些性能方面已经通过数值模拟和实验验证进行了演示。通过保持不变的FWHM来调整焦距的能力表明这种可拉伸PR-FZP在生物医学超声成像和手术方面具有潜在的应用前景。

根据文章采用COMSOL实现的超声聚焦







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