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高频声透镜聚焦超声换能器在电子器件评估与检测、材料微观机械性能表征、生物医学成像、细胞操控等方面具有重要的应用。结构参数是影响其性能的主要因素之一。该文通过有限元法对基于声透镜结构的高频聚焦超声换能器进行仿真模拟,分析了声透镜的开孔角度对该类换能器聚焦区域声压模式、横向分辨率、-6 dB景深等关键性能参数的影响。仿真结果表明,换能器的焦距和横向分辨率与理论计算结果接近。随着声透镜开孔角度的增大,换能器的横向分辨力随之提高,焦点处声压级逐渐增大,-6 dB景深逐渐下降。这为声透镜聚焦超声换能器的优化设计提供了一定的技术基础。 相似文献
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该文利用声学透镜使声波能量聚焦,实现小尺寸换能器窄波束声辐射。利用有限元方法分别建立了单凹面声透镜及双凹面声透镜仿真模型,优化了声透镜结构参数,设计并制作了双凹面声透镜指向性换能器,并在消声水池内对换能器样机和声透镜进行了性能测试。换能器样机辐射面积直径?120 mm,设置声透镜后,提高发送电压响应级4 dB,发射指向性-3 dB波束开角由76°变为约30°(@10 kHz),与仿真计算结果相符。实验结果表明,声透镜有效减小了换能器发射波束宽度,提高了换能器主瓣发送电压响应,验证了双凹面声透镜对优化换能器指向性的效果。 相似文献
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用轴棱锥实现可改变的局域空心光束 总被引:2,自引:0,他引:2
理论和实验研究了利用轴棱锥-透镜系统产生的局域空心光束,分析了局域空心光束的演变过程,由简单的几何光学结构和近轴光线追迹的方法进行模拟。研究结果表明,局域空心光束的暗中空区域不仅与聚焦透镜的焦距有关,而且与光阑半径以及聚焦透镜到轴棱锥间的距离有关;对于给定的轴棱锥,局域空心光束的横向暗斑尺寸与焦距成正比,并且其纵向暗斑尺寸与聚焦透镜到轴棱锥间的距离以及光阑半径成反比。这些结果表明,改变聚焦透镜的焦距和聚焦透镜到轴棱锥间的距离以及光阑半径,可有效地改变局域空心光束的暗中空区域。 相似文献
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本文对日立公司新一代彩色显像管用电子枪的结构及性能进行了剖析和系统讨论。其超大椭圆孔的主透镜使有效直径比上一代电子枪提高了25%,电子束形成区实现最优化设计,不同电流下聚焦的稳定性提高,同时进入主透镜的电子束发散角在水平和垂直方向不同,实现与主透镜的最佳配合,充分发挥了主透镜中共同透镜为椭圆孔透镜的特点。聚焦对比实验也显示出日立公司新一代电子枪聚焦的优异性能。 相似文献
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卢新文 《激光与光电子学进展》2003,40(11):12-16
介绍了原子物质波聚焦的基本原理,即原子透镜的工作原理,对几种类型的原子透镜及其对原子物质聚焦的优劣性进行了分析,描述了原子透镜在原子光学中的应用。 相似文献
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近些年,超透镜受到了广泛关注。文中提出了一种基于金材料的近红外波段偏振无关型反射超透镜,该超透镜采用MgF2材料作为电介质层,利用FDTD软件实现仿真设计。仿真结果表明:超透镜在不同偏振光入射的情况下具有相同的聚焦效果,入射波长在700~850 nm 的范围内,具有较好的聚焦效果。入射波长在750 ~800 nm范围内单焦点聚焦效果最好。当入射波长为800 nm,该超透镜可以分别实现单焦点和多焦点聚焦,其单焦点、双焦点和三个焦点的焦距分别为9.6、6.6 和 4.7 μm。可以利用该超透镜的特点实现不同的聚焦要求。 相似文献
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Voltage-controlled ferroelectric lens phased arrays 总被引:4,自引:0,他引:4
Rao J.B.L. Patel D.P. Krichevsky V. 《Antennas and Propagation, IEEE Transactions on》1999,47(3):458-468
A new concept for phased arrays is proposed using a voltage-controlled ferroelectric lens. The ferroelectric lens concept uniquely incorporates bulk phase shifting-the array does not contain individual phase shifters-using ferroelectric material. This will reduce the number of phase shifters from (n×m) to (n+m), where n is the number of columns and m is the number of rows in a phased array. The number of phase shifter drivers and phase shifter controls is also significantly reduced by using row-column beam steering. Thus, the ferroelectric lens concept can potentially lead to low-cost phased arrays. This paper presents the ferroelectric lens concept, theoretical analysis and design, and experimental results. The results indicate that the ferroelectric lens concept is viable and sound. Various phased-array configurations using ferroelectric lens are included. A discussion on ferroelectric materials is included along with information on a US Department of Defense program to improve ferroelectric materials 相似文献
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高速变焦液体透镜在快速移动物体的目标捕捉方面具有重要的应用.高频声波激励方法在理论上能够实现毛细腔边沿(靠表面张力)约束液滴的高速往复运动,但是相关工艺试验研究是目前该技术成熟应用的关键.文章在对毛细腔贯通液滴共振理论分析的基础上,基于3D打印技术开发了一种采用双源声波激励毛细腔贯通液滴进行振动的实验装置.在分析能量损失的基础上,采用激光多普勒测振仪分析了相关工艺参数对毛细腔贯通液滴振动频率和振幅的影响,总结了相关规律,为实现高速变焦液体透镜技术的应用奠定了基础. 相似文献
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《Microwave Theory and Techniques》1967,15(1):2-8
Theoretical and experimental analyses on the imaging properties of gas lenses have been performed. The ray trajectory, ray matrix, lens formula, and optical transfer function of gas lenses are discussed. A gas lens of laminar flow type, using temperature gradients of air, has been made and some experiments on the image formation by the gas lens are conducted. To estimate the lens effect, the line spread functions are measured changing the variables which are concerned with the imaging action of the gas lens. The focal length of the gas lens is obtained from the characteristics of the line spread functions. The space-frequency bandwidth of the gas lens is expressed by the optical transfer functions obtained from the line spread functions and from the images of the Simens-star. Further, a telescope arrangement has been made using a gas lens for an object lens and a concave mirror for an eye lens. Experiments were performed with this telescope. 相似文献