关于声学元材料镜片设计和性能分析的研究
Hua-Wei Ji1, Li-Ming Lin1, Jiang-Hai Wang1
1School of Mechanical Engineering, Hangzhou Dianzi University, Hangzhou, 310018, China.
The Journal of the Acoustical Society of America
|January 9, 2026
概括
这项研究引入了一种新的声学超表面镜头,以改善高强度聚焦超声波 (HIFU) 治疗. 新的设计提高了聚焦效率,并减少了边路,以实现更安全,更有效的HIFU应用.
科学领域:
- 声学 声学 在声学方面
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 传统的声学镜头在高强度聚焦超声波 (HIFU) 中聚焦,在效率和侧叶抑制方面存在局限性.
- 这些局限性影响HIFU治疗的有效性和安全性.
研究的目的:
- 设计和分析一个定期的梯形沟声学 metasurface 镜头,以提高 HIFU 聚焦.
- 调查结构参数对超表面镜头聚焦性能的影响.
主要方法:
- 使用理论分析和有限元模拟来计算焦点声压水平.
- 进行实验验证,以确认模拟结果.
- 进行了结构参数 (周期,宽度,深度,收角,激发幅度) 的系统分析.
主要成果:
- 设计的声学超表面镜头在特定频率范围内显示了增强的聚焦和侧叶抑制.
- 聚焦频率是由梯形槽的周期决定的.
- 槽深被确定为影响伍德异常频率转移的主要因素.
结论:
- 周期性梯形槽声学元表面镜头比传统声学镜头提供了更好的性能.
- 这项研究为开发用于HIFU的先进声学镜头聚焦超声波传感器提供了宝贵的见解.
- 这些发现有助于优化HIFU治疗的有效性和安全性.
