[发明专利]一种基于环形阵列的超声显微镜及方法

权利要求书

1.一种基于环形阵列的超声显微镜，其特征在于，包括环形阵列换能器、声束生成器、信号处理装置、控制装置、驱动装置及超声图像显示装置；

所述声束生成器分别与所述环形阵列换能器、所述信号处理装置电连接，所述信号处理装置与所述超声图像显示装置电连接；所述控制装置分别与所述环形阵列换能器、所述信号处理装置、所述驱动装置电连接；所述环形阵列换能器包括用于发射超声波的发射表面和用于接收和发射所述发射表面的超声波的声透镜，所述环形阵列换能器为环形阵列式，且所述环形阵列换能器的声透镜材质为石英玻璃材质，且所述环形阵列换能器的声透镜设于所述驱动装置上，随所述驱动装置移动以改变聚焦点完成逐点扫描；所述环形阵列换能器构成的超声探头是由几十或几百个振阵元组成的环形阵列；

所述的基于环形阵列的超声显微镜用于生成聚焦线性声束，具体步骤包括：

通过机械研磨工艺或激光工艺加工石英玻璃，以形成球形微凹镜，从而制备得到用于声束的物理延迟聚焦的声透镜；

通过所述声束生成器对声束进行电子延时聚焦，第n个振阵元的延时聚焦计算公式为：

其中，p(r，φ)为聚焦线中的一个点，Δtn为第n个振阵元相对中心振阵元的聚焦延时时间，x_n为第n个振阵元距离中心振阵元的距离，r为聚焦点距离换能器中心距离，r_n为聚焦点距离第n个振阵元距离，Δr_n为r与r_n的差，φ表示r_n所在直线 与中心振元的中轴线的夹角，Δt_l为石英玻璃声透镜产生的延迟，c为介质中声速；

将声透镜固定延迟与声束生成器的电子动态延迟结合，形成高度聚焦线性声束。

2.如权利要求1所述的基于环形阵列的超声显微镜，其特征在于，所述声透镜的内表面朝向所述发射表面。

3.如权利要求1或2所述的基于环形阵列的超声显微镜，其特征在于，所述声透镜的内表面上成型有螺旋凸起。

4.如权利要求1或2所述的基于环形阵列的超声显微镜，其特征在于，所述声透镜具有用于发射超声波的外表面，所述外表面呈球面凸透镜结构。

5.如权利要求1所述的基于环形阵列的超声显微镜，其特征在于，所述驱动装置为驱动马达。

6.一种高频超声环形阵列的制备方法，其特征在于，用于如权利要求1～5任一项所述的基于环形阵列的超声显微镜，所述高频超声环形阵列的制备方法包括以下步骤：

利用测控溅射工艺或机械研磨抛光工艺制备压电薄膜；

利用干法刻蚀工艺或湿法刻蚀工艺在所述压电薄膜上形成环形阵列阵元；

利用微加工连接工艺连接所述环形阵列的阵元，以制备得到高频超声环形阵列。