By this author

Visualization of thin cylindrical scatterers in pulse acoustic microscopy

Issue number 4 from 08.12.2025

Одной из областей применения длиннофокусных высокочастотных ультразвуковых пучков является визуализация объемной микроструктуры материалов. Визуализация микроструктуры в акустической микроскопии в режиме на отражение обеспечивается за счет регистрации сигналов при отражении или рассеянии ультразвукового пучка на элементах внутренней структуры. Одними из элементов могут выступать акустически жесткие тонкие цилиндрические рассеиватели. Радиус тонких цилиндрических элементов существенно меньше размера фокального пятна зондирующего пучка, поэтому все тонкие элементы малого диаметра отображаются на акустических изображениях с одинаковым размером, равным диаметру фокального пятна. Для оценки размеров тонких цилиндрических элементов, видимых на изображениях, предлагается теоретических подход, описывающий формирование амплитуд выходных сигналов при взаимодействии фокусированного ультразвукового пучка с тонкими цилиндрическими элементами структуры. Аналитическое описание взаимодействия учитывает радиус элемента и чувствительности приемной акустической системы. Учитывая параметры излучателя/приемника и геометрию цилиндра, решается обратная задача по оценке размера рассеивателя в зависимости от принимаемого сигнала. Теоретический подход экспериментально подтверждается при визуализации тонких полимерных волокон с применением сканирующего импульсного акустического микроскопа и акустических линз на частотах 50 и 200 МГц, формирующих фокусированные пучки разной геометрии. По результатам сопоставления экспериментальных данных и теоретических расчетов делается вывод о применимости описанного аналитического подхода в рамках допущений и приближений для длиннофокусных пучков c малоугловой апертурой при оценках минимальных размеров цилиндрических рассеивателей видимых в акустической микроскопии.

15 0