声波全息图正在掀起波澜!

研究人员已经开发出声波全息图,将声波塑造成复杂的图案来操纵微小的物体
9月27日

声波全息图

由声全息图传输的声波示意图。

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德国的研究人员已经开发出了声波全息图,它可以将声波塑造成复杂的图案来操纵微小的物体。声波全息图

“我们使用3D打印制作声音全息图,”斯图加特马克斯普朗克智能系统研究所的发明者之一安德鲁马克解释说。

“我们生产一种塑料盘子,这种盘子有一种特殊的……表面的纹理…由单个像素组成。”

每个像素都有不同的高度,因此从水下扬声器发出的声波穿过平板时,被迫在塑料中传播不同的距离。

结果,从不同像素发出的波彼此之间会有轻微的偏移,因为声音在塑料中的传播速度与在周围水中的传播速度不同。

当来自每个像素的偏移波再次在板上相遇时,波的波峰和波谷不再匹配。这意味着,他们创造的不是一个统一的声场,而是高低强度的区域——一个声音起伏的声音景观。

“结果是,全息图就像一个非常复杂的透镜,它不是将声音聚焦到一个单独的点上,而是将声音聚焦到许多点上。”马克告诉裸体科学家。金宝搏app最新下载通过计算全息图的每个像素的正确高度,斯图加特团队能够创造出几乎任何山丘和山谷的图案,并利用这些声音景观来移动水中的微小塑料珠。

马克说:“在高声强的地方,我们会在水面上形成波峰,如果你把粒子放在波峰上,那么这些粒子就会被困在那里。”

研究小组利用这种效应迫使塑料珠子组装成鸽子的形状。

除了诱捕外,该团队还可以设计声场,使物体沿着水峰冲浪。

利用声全息图来控制复杂的声场可能会带来新的医学超声疗法。聚焦超声可用于治疗肿瘤,马克建议3D打印全息图可以帮助提供针对患者的治疗。

“我们可以想象这样一个场景,医生拍下病人的身体图像,……找出最好的……声场在病人体内的分布,通过3d打印制作一个全息图,这是针对病人的,然后使用全息图以病人需要的特定方式加热或消融。”

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