| 研究概要 |
球面状の集束音源によって単一周波数の正弦波音波を発生させると, 音波が焦点に向かって伝搬するにしたがい, 媒質の弾性的な非線形特性(非線形パラメータによって記述される)等を反映してその音圧波形が歪む. この集束音場の焦点後領域で観測される第2高調波成分の大半が, 焦点通過時に焦点領域で発生したものであり, それより以前, 以後に発生した第2高調波は互いに相殺し合うこと, この原因は焦点通過時に起こる音波の位相シフトにあることを理論的, 実験的に明らかにした. このような集束音場の焦点領域に, 周囲の媒質(水)とは非線形パラメータの異なる試料を挿入すると, 焦点後領域で観測される第2高調波のうち位相パラメータがθ=π/2となる成分が大きく変化する. この原理を用いると, 集束音場の焦点近傍に試料を挿入すると, その非線形パラメータが水のそれとどれだけ異なるかを検出し, これを映像化する可能性があることを, 理論と実験により示した. 一方, 円筒状の集束音場では, 音波の焦点通過時の位相シフト量が異なり, 第2高調波の位相パラメータの性状が球面集束音場とは全く異なるものになるので, 焦点領域で発生した第2高調波が焦点後領域で卓越せず, 球面集束音場だけが本研究の課題の実現に適していることを理論的, 実験的に示した. さらに一般的な場合を想定し, 挿入試料の非線形パラメータだけでなく, 線形的な音響特性(密度, 音速および吸収係数)も周囲媒質と異なるときの, 焦点後領域で観測される音波への挿入試料の定数の影響を理論的, 実験的に検討した. その結果, 焦点後で観測される第2高調波は線形のパラメータによっても大きく変わることが明らかになったが, 密度, 音速が既知であれば非線形パラメータを推定できる方法を示した. 今後, 本理論の前提になっているガウス分布集束音源を実現することによって, 非線形パラメータを映像化できるものと考える.
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