[发明专利]声二极管和使用该声二极管的方法

说明书

背景技术

电气二极管(允许电流在仅一个方向上流动的组件)在电气和计算机系统中是普通的。然而，直到最近一直缺乏声领域中的类似物(analogue)。声二极管(acoustic diode)使得声波能够在第一方向上通过二极管传播，但是阻止声波在相反方向上传播。

尽管针对演示声二极管构思已经做出了相当多的努力，但是在理论和实验两者上，障碍在本领域中被有限地实际突破。特别地，迄今一直缺少制作简单且能够被以小尺寸制成的声二极管。

发明内容

本公开不限于所描述的特定系统、装置和方法，因为这些可以变化。本说明书中使用的术语仅用于描述特定版本或实施方式的目的，而不旨在限制范围。

如本文档中所使用的，除非上下文另外清楚地规定，否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数引用。除非另外定义，否则本文所使用的所有技术和科学术语具有与由本领域普通技术人员所通常理解的相同的意义。本公开中没有物件将被解释为这样的承认，即本公开所描述的实施方式无权借助于现有发明先于本公开。如本文档中所使用的，术语“包括”意指“包括但不限于”。

在实施方式中，声二极管可以包括具有多个栅的周期性声栅以及通过共振腔与所述周期性声栅分离的均匀板。所述声二极管可以被配置为，具有比针对入射在所述均匀板上的声波的第二透射效率大的、针对入射在所述周期性声栅上的声波的第一透射效率。所述声波可以具有一波长范围内的波长。

在实施方式中，医学成像装置可以包括被配置为产生声波的声波生成器和声二极管。所述声二极管可以包括具有多个栅的周期性声栅以及通过共振腔与所述周期性声栅分离的均匀板。所述声二极管可以被配置为，具有比针对入射在所述均匀板上的声波的第二透射效率大的、针对入射在所述周期性声栅上的声波的第一透射效率。所述声波可以具有在一波长范围内的波长。

在实施方式中，噪声降低装置可以包括声二极管。所述声二极管可以包括具有多个栅的周期性声栅以及通过共振腔与所述周期性声栅分离的均匀板。所述声二极管被配置为，具有比针对入射在所述均匀板上的声波的第二透射效率大的、针对入射在所述周期性声栅上的声波的第一透射效率。所述声波可以具有在一波长范围内的波长。

在实施方式中，执行医学成像的方法可以包括以下步骤：由超声装置中的声波生成器产生具有一波长的声波；通过声二极管透射所述声波，其中所述声波穿过所述声二极管的周期性声栅和所述声二极管的均匀板，所述周期性声栅包括多个栅，所述均匀板通过共振腔与所述周期性栅分离，并且所述声二极管被配置为，具有比针对入射在所述均匀板上的声波的第二透射效率大的、针对入射在所述周期性声栅上的声波的第一透射效率；在传感器处接收所透射的声波；以及使用所接收的声波来产生图像。

在实施方式中，降低噪声的方法可以包括以下步骤：产生具有周期性声栅和均匀板的声二极管，其中所述周期性声栅包括多个栅，并且所述均匀板通过共振腔与所述周期性声栅分离；透射利用所述周期性声栅入射的第一多个声波的至少一部分；以及反射利用所述声二极管的所述均匀板入射的第二多个声波中的基本上全部，由此在所述声二极管的由所述周期性栅面对的面上降低噪声水平。

附图说明

图1描绘了根据实施方式的例示性声二极管的示意图。

图2描绘了根据实施方式的并入了例示性声二极管的医学成像装置的框图。

图3描绘了根据实施方式的使用医学成像装置的例示性方法的流程图。

图4描绘了根据实施方式的并入了例示性声二极管的噪声降低装置的框图。

图5描绘了根据实施方式的降低噪声的例示性方法的流程图。

图6A至图6C例示了根据实施方式的、针对入射在声二极管的栅面上、在声二极管的均匀板面上和在均匀板上的声波的声场的空间强度和总位移场分布的图形描绘。

图7A描绘了根据实施方式的声二极管的测量和模拟功率透射光谱的曲线图。

图7B描绘了根据实施方式的声二极管的测量和模拟对比率的曲线图。

具体实施方式

在本公开中，公开了声二极管，所述声二极管包括具有被共振腔分离的周期性声栅和均匀板的双层结构。声二极管的操作基于与先前标识的声二极管内在地不同的声学的吻合效应(coincidence effect)。本文所描述的声二极管可以被集成到诸如许多领域(诸如临床诊断和治疗、噪声降低等)中的超声应用这样的其它系统中。

出于本申请的目的，以下术语将具有下面所阐述的相应意义。