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科學家發現新方法提高超聲成像(xiàng)解析度

發布時間:2010-11-15 作者: 來源(yuán): 瀏覽:297813

      在本周的《自然?物理學》雜(zá)誌網絡版上(shàng),美國加州大(dà)學伯克利(lì)分校和西班牙馬德裏自治大學的(de)科學家聲稱,他們已(yǐ)找(zhǎo)到了一種新(xīn)方(fāng)法,能夠克服超聲成像圖案解析度不高(gāo)的局限,將超聲成像的解析度提高(gāo)50倍。

  研究人員在論(lùn)文中描述了如何捕(bǔ)獲從一(yī)個目標反射回的倏逝(shì)波,並(bìng)重建(jiàn)出(chū)僅為聲波波長(zhǎng)1/50的(de)微小細節。與能傳輸(shū)很長(zhǎng)距離的傳播波相比,倏逝波是一種在物體附近很短距離內漸次減弱的振動。

  論文第一作者、加州大(dà)學伯克利分校大規模集成納米製造中心的博(bó)士後研(yán)究員朱捷(音譯)表示,利用他們的設備,他(tā)們檢獲並傳(chuán)輸了倏(shū)逝(shì)波,該波中(zhōng)包含有來自目標的超亞波(bō)長信息(xī)的重要部分,從而使他們得(dé)以實(shí)現超(chāo)清晰的聲學成像。

  研究人員指出,可捕捉倏逝波的(de)設備是(shì)一種三維多孔結構的超材料。它包含(hán)1600個空心銅管,並集束在(zài)一個(gè)橫截(jié)麵為6.3厘米見方、長為16厘米的棒條中。將其靠近目標物,就能捕獲到倏逝波(bō),並把倏逝波傳送到另一端。在實際應用中,這(zhè)個超材料設備可裝在超聲探頭的一端以大幅改(gǎi)善成像質(zhì)量。該設備還能改善水下(xià)超聲探測(聲納)的效果,或(huò)提高(gāo)工業應用(yòng)領(lǐng)域的(de)無損檢測水平。對於超聲檢測來說,成像解析度通常都在毫米級別,有了該設備,解析度就隻受限於這些(xiē)孔的大(dà)小。

  實驗中,銅管中的小孔直徑約為(wéi)1毫米。使用2KHz(千赫)的超聲波,圖像的(de)解析度通常會受(shòu)限於波長,即200毫米。利用這種多孔超材料,解析的特征尺寸可小至4毫米,也就是波長的1/50。研究人員表示,如果沒(méi)有(yǒu)這種超材料,要檢測如此深(shēn)的亞波長(zhǎng)目標幾乎是不可能的。

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