基于声全息的超透镜成像改进方法研究

针对空间Fourier变换的倏逝波近场声全息研究方法存在的缺陷,提出了在近场用声学超透镜代替离散分布在全息面上的声传感器的改进方法。先将声源信息汇聚于一点,再用声压传感器在聚焦点采集声源信息,实现声源识别、定位以及重建,从而有效地避免因离散采集而带来的"窗效应"和"卷绕误差"。建立物理模型,运用COMSOL软件模拟仿真,得到入射波与透镜汇聚声波的能量值比值接近1,成像效果良好,应用前景广阔。

声学超材料超分辨成像

声学衍射现象作为声波的固有属性,是声学成像的理论基础。Abbe衍射分辨率极限理论和瑞利判据限制了传统声学成像系统的分辨率。成像分辨率的限制主要是携带成像物体高频信息的倏逝波在垂直分界面方向上指数衰减,更为清晰的成像物体信息在远场不能有效采集成像,从而形成了衍射极限。为了突破这种衍射极限,人们在获取倏逝波所携带的高频细节信息方面进行了研究。针对声学超分辨成像的研究发展,介绍了几种具有代表性的不同结构声学超透镜,包括基于共振型声学超透镜、非共振型声学超透镜和超振荡型声学超透镜。简述了以上声学超透镜的基本原理和功能特点,并对声学超分辨聚焦的应用前景进行了展望。

双负超颖材料中的声学界面波

声学超颖材料中可以观察到声学界面波的存在。超胞方法被用来研究这种存在于非完全禁带中的界面波的色散关系和本征场分布。进一步,等效介质理论被用来证明这种界面波模式是由声学超颖材料的双负响应引起的。通过利用这种界面波模式,可以获得用于超声成像的声学超透镜。

压缩感知的远场亚波长声成像仿真

压缩感知算法可以利用信号的稀疏性较好地分辨出两个相距较远的目标,但是当两个目标相距较近时仅利用压缩感知算法,分辨性能较差;另外,当分辨目标为硬散射体时,由于偶极散射的影响,分辨性能也会变得较差。考虑到上述两个问题,该文提出了以下解决方案:针对第一个问题,该文将声学超透镜和压缩感知算法进行结合;针对第二个问题,该文提出在压缩感知算法中考虑偶极散射分量的影响。根据上述方案进行仿真,仿真结果证明了在加入声超透镜并考虑偶极散射以后,硬散射体目标在相距较近时实现了较好的分辨率。