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本研究では、第2高調波を受波しにくい、非線形音響現象応用計測の上での従来の超音波音源の欠点を解消するため、ニオブ酸リチウム圧電板の熱処理による分極反転現象を利用し、また励振電極形状を適切に加工した構造の集束型送受波器によって、解析が容易なガウス・ビームを放射し、かつ、通常の構造では受信できない非線形第2高調波を受信できるシステムを構築した。厚さ0.19mmの分極反転圧電板に、30ポイントで、外周に向かうに従い最大36゜捩れた星型電極を施すことによって、周波数20MHzの1次だけでなく、40MHzの2次共振においても径方向にガウス関数状の送波・受波感度分布を得た。この圧電板を、厚さ7.7mm直径30mm合成石英平板の中央に曲率半径8mm直径10mmの球形の窪みを付けた固体音響レンズに接着して、開口面から距離10.6mmの焦面で1/e幅0.14mmの20MHzガウス・ビームを形成させた。この送受波器を利用して、生体組織などの不均一媒質や高分子膜の非線形パラメータ測定を目指した、基本波および第2高調波の映像化装置を開発した。送受波器をx-yステージに搭載し、これで試料への音波の照射を、一例として0.15mm間隔で20×20の2次元走査した。試料は、送受波レンズに対向して置かれたタングステン・ロッドの光学研磨した先端に真空吸引して密着され、試料を透過し、ロッド先端で反射して再び試料を透過する音波が受信される。厚さ1mmの生体試料の3mm四方を映像化した結果、同一の基本波振幅でも非線形第2高調波の振幅が異なる部分があり、音響非線形パラメータB/Aの場所的不均一性が示唆された。昨年度提案したB/A測定法を適用するにはなお装置に不備があるが、今後、本装置の改良によってB/A測定とその映像化が可能であると考える。
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