超聲顯微系統(tǒng)自動對焦技術(shù)及其應(yīng)用研究.pdf

1、超聲顯微系統(tǒng)因其獨特的優(yōu)點，在工業(yè)、醫(yī)學、生物等方面得到了廣泛的應(yīng)用。對焦是超聲顯微系統(tǒng)在檢測過程中的重要環(huán)節(jié)，但是，目前國內(nèi)外超聲顯微系統(tǒng)自動對焦技術(shù)過于簡單化，不能滿足工業(yè)發(fā)展的需求。因此，設(shè)計一種快速、準確并且普遍適用的自動對焦技術(shù)具有十分重要的意義。
　　 針對目前超聲顯微系統(tǒng)自動對焦技術(shù)的不足，本文采用理論分析、數(shù)值仿真和應(yīng)用實驗研究相結(jié)合的方法，構(gòu)建了自動對焦技術(shù)的理論模型，結(jié)合快速粗對焦和準確精對焦設(shè)計了自動對焦的

2、方法并提出一種適用于薄層材料表面對焦的方案，最后通過仿真和實驗驗證了自動對焦技術(shù)的可行性。
　　 本文采用多元高斯疊加法仿真聚焦探頭入射聲場，發(fā)現(xiàn)入射聲場在焦點處的能量最大。討論了斜入射中反射、透射和波形轉(zhuǎn)換帶來的反射系數(shù)譜，其中小角度范圍內(nèi)材料表面的反射系數(shù)為實數(shù)，近似于直入射的反射系數(shù)值。運用射線法分析了不同位置壓電換能器的接收情況，如果探頭的壓電晶片直徑等于透鏡的孔徑，當材料處于焦平面位置時，換能器接收最多的能量。最后得出

3、V(z)曲線的理論模型，總結(jié)出只有材料的界面處于探頭焦平面位置時，回波信號幅值最大。
　　 基于自動對焦的原理，提出了快速粗對焦和準確精對焦結(jié)合的自動對焦技術(shù)方案。本文推導了粗對焦的一般公式并設(shè)計了粗對焦方案，提出了幅值法、Hilbert法和FFT。法三種精對焦方法，其中FFT法在time-resolved(時間分辨的)聲學顯微系統(tǒng)中也可以準確地測量V(z)曲線，用于材料聲學特性評價。薄層材料在科學和工程中起到了很大的作用，本文