柔性压电超声换能器

高效声场可调

基于1-3型PZT8/PDMS复合材料的柔性超声换能器，兼有高机电耦合系数与机械柔顺性，支持动态聚焦与涡旋声场生成，并能实现宽空间范围高分辨水下成像。

Hou, Chenxue · Li, Zhaoxi · Fei, Chunlong · Yi, Li · Yecheng, Wang · 赵天龙 · 全熠 · 谌东东 · 李小平 · Bao, Weinmin · 杨银堂

Communications Physics 2023

参数信息

中心频率

1.5 MHz

机电耦合系数

0.74

超声成像空间范围

12 λ

技术优势

像贴膜一样贴合曲面

柔性1-3 PZT8/PDMS复合材料使换能器具备机械柔顺性，可以贴在非平面结构上工作。

一个换能器实现两种动态声场

通过设计圆形和螺旋形电极，同一平台即可在动态聚焦与多阶涡旋声场之间切换。

水下成像范围超过12倍波长

借助超声准直技术，成像空间范围扩展到12个波长以上，远超传统换能器的近场限制。

应用场景

• 超声成像：用柔性换能器获得宽范围高分辨率水下图像，替代笨重的声透镜系统。
• 柔性声学器件：柔性复合材料使声学器件可弯曲、可共形，拓展了声场调控的安装场景。
• 可穿戴超声：机械柔顺性允许换能器贴合皮肤或衣物，为可穿戴超声监测提供可能。
• 水下声学传感：高机电耦合与宽成像范围提升水下声学探测的距离和分辨率。