平面構造の超音波顕微鏡用音響レンズとその光学像・音響像同時観察システムへの応用

Research Project

Project/Area Number	60212003
Research Category	Grant-in-Aid for Special Project Research
Allocation Type	Single-year Grants
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	清水洋東北大学, 工, 教授 (00005175)
Project Period (FY)	1985
Project Status	Completed (Fiscal Year 1985)
Budget Amount *help	¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000) Fiscal Year 1985: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Keywords	超音波顕微鏡 / 音響レンズ / フレネルゾーンプレート / 超音波映像システム / 超高周波超音波 / 平面構造 / フォトリソグラフィー
Research Abstract	機械走査型超音波顕微鏡は、物質の微視的な構造の観察や弾性的性質の評価のための新しい手段として注目されており、種々の応用研究が活発に進められている。超音波顕微鏡の集束トランスジューサ部には、現在主として凹面音響レンズが用いられているが、VHF〜UHFの超高周波領域で用いられる凹面音響レンズの製作には高度の技術が要求されることから、これに代る製作の容易な高周波用音響レンズの開発が望まれる。また、これと共に、超音波像と光学像の同時観察を可能にする新しいレンズシステムの要求も高まっている。本研究は、フレネルゾーンプレートの原理に基く平面構造の音響レンズを超音波顕微鏡の集束システムに導入することにより、高周波用音響レンズの製作を容易にすると共に、この音響レンズ内に光導波路を内蔵させた構造の新しい光-音響共軸・共焦点レンズシステムの開発を目的としたもので、本年度は次のような成果を得た。 1.昨年度の50MHz用に引続き、新たに100MHz用の平面音響レンズ(放射面直径5mm、焦点距離5.7mm)を製作し、その集束性能の評価を行った。 1組の音響レンズを、それぞれの焦点面が同一になるように対向させて配置し、超音波の送受信実験を行った結果、焦点面ではほぼ回折限界である半値幅約26μm(約1.7波長)の集束超音波ビームが得られることが確認された。さらに、焦点面における音場分布の理論計算を行い、理論値と実験値が良く一致することを確めた。 2.機械走査型の超音波顕微鏡装置を製作し、これに平面音響レンズを実装して透過法による被検体の映像化の基礎的な実験を行った。ステンレス網(200メッシュ)やタマネギの表皮組織、スライドフィルム上の文字等を被検体とした映像化実験により、光学像と良く対応した音響像を得た。