研究人员在超声成像中找到了超材料改善了图像分辨率

加州大学伯克利分校的科学家们已经找到了一种方法来克服超声波成像的主要局限性之一——图像分辨率不高。

拥有超声波（包括大多数孕妇）的人都熟悉了图像的印象派性质。可以使用超声拍摄获得的细节的一个限制是声音的频率：物理学的基本定律要求您可以“看到”的最小物体是关于声波波长波长的大小。例如，对于身体的深层组织超声波，声波通常是1-5兆赫兹 - 远远高于人类可以听到的 - 这施加了大约毫米的分辨率极限。

在本周《自然物理学》杂志网络版上发表的一篇论文中，加州大学伯克利分校和西班牙马德里自治大学的物理学家演示了如何捕捉物体反射的消失波，以重建声波波长1 / 50小的细节。消失的声波是物体附近的振动，在很短的距离内衰减，而传播的声波则可以传播很长的距离。

“通过我们的设备，我们可以接收和传输倏逝波，其中包含了来自物体的很大一部分超亚波长信息，因此我们可以实现超分辨率的声波成像，”第一作者、可扩展集成纳米制造中心(SINAM)博士后朱杰说。该中心是美国国家科学基金会资助的加州大学伯克利分校纳米科学与工程中心。欧洲杯线上买球

研究人员指的是他们的装置，用于捕获渐逝波作为三维，多孔结构的超材料。它由1,600个中空铜管组成，捆绑在16厘米（6英寸）的杆中，方形横截面为6.3厘米（2.5英寸）。靠近物体放置，结构捕获渐逝波和管道通过到另一端。

朱说，在一个实用的设备中，这种超材料可以安装在超声探头的末端，从而极大地提高图像分辨率。该装置还将改进水下超声波或声纳，以及工业应用中的无损评估。

“对于超声波检测，图像分辨率通常在毫米范围内，”联合作者小波阴。“通过该设备，分辨率仅受孔的大小限制。”

在研究人员的实验中，铜管上的洞直径约为一毫米。使用约2千赫的声波，图像的分辨率通常受波长限制，即200毫米。利用它们的黑洞结构的超材料，它们可以分辨小到4毫米的特征尺寸，或一个波长的1 / 50。

“如果没有这种超材料，就根本不可能探测到如此深的亚波长物体，”尹说。

来源:http://www.berkeley.edu/