一種新材料可提高超聲成像質量

    時間:2010-11-11 09:20 來源:科技日報

    在本周的《自然·物理學》雜志網絡版上，美國加州大學伯克利分校和西班牙馬德里自治大學的科學家聲稱，他們已找到了一種新方法，能夠克服超聲成像圖案解析度不高的局限，將超聲成像的解析度提高50倍。
     
    研究人員在論文中描述了如何捕獲從一個目標反射回的倏逝波，并重建出僅為聲波波長1/50的微小細節。與能傳輸很長距離的傳播波相比，倏逝波是一種在物體附近很短距離內漸次減弱的振動。

    論文第一作者、加州大學伯克利分校大規模集成納米制造中心的博士后研究員朱捷（音譯）表示，利用他們的設備，他們檢獲并傳輸了倏逝波，該波中包含有來自目標的超亞波長信息的重要部分，從而使他們得以實現超清晰的聲學成像。

    研究人員指出，可捕捉倏逝波的設備是一種三維多孔結構的超材料。它包含1600個空心銅管，并集束在一個橫截面為6.3厘米見方、長為16厘米的 棒條中。將其靠近目標物，就能捕獲到倏逝波，并把倏逝波傳送到另一端。在實際應用中，這個超材料設備可裝在超聲探頭的一端以大幅改善成像質量。該設備還能 改善水下超聲探測（聲納）的效果，或提高工業應用領域的無損檢測水平。對于超聲檢測來說，成像解析度通常都在毫米級別，有了該設備，解析度就只受限于這些 孔的大小。

    實驗中，銅管中的小孔直徑約為1毫米。使用2KHz（千赫）的超聲波，圖像的解析度通常會受限于波長，即200毫米。利用這種多孔超材料，解析的 特征尺寸可小至4毫米，也就是波長的1/50。研究人員表示，如果沒有這種超材料，要檢測如此深的亞波長目標幾乎是不可能的。

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