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本研究は溶融石英棒中を伝播す弾性波を用いて試料表面に直接分布音源を形成し、固体中に収束超音波を形成し、固体内の可視化を行うものであった。そのために石英棒の中を伝播する超音波の伝播特性を理論的・実験的調べ、さらに石英棒から固体内に伝播する弾性波の特性を実験的に調べた。
本研究により得られた成果の中で、工学的に有用と考えられるものに以下の3つがある。
1. 分布点音源により固体中に形成される超音波の収束特性
高インピーダンスの表面に直接分布点音源を石英の細棒を用いて形成する場合に、その配置と個々の石英棒に与える振幅・位相により収束特性が変化するので、最適な配置をシミュレーションにより検討した。
2. 円形音源を用いたSparse Arrayにおける収束特性の評価
2次元の分布点音源を電子走査方式により形成しようとすると音源の数が膨大になるので、可能な限り素子の数を減らすことが望まれる。そこで有限の円形の音源を2次元に分布させたときの収束特性をシミュレーションにより調べた。
3. 伝送線路を用いる複素音響インピーダンスの測定法
本研究において、試料表面に分布点音源を形成する方法を検討中に得た有用な成果である。従来の測定法ではインピーダンスが小さい試料の場合、高精度な測定が困難であった。そこで本研究では超音波の伝送線路として石英細棒を用い、さらに試料と可変長伝送線路の間に音響変換素子を配置し、高精度な測定を可能とした。
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