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音響位相共役は、音波の位相共役を実行することを目的とした一連の技術です。[1]
テクニック
音響位相共役は、音速が電磁場によって変調されたときに固体に現れることがあります。共役波の生成は、図に示すように、光子が2つのフォノンに崩壊すると考えることができます。2つのフォノンは、反対の波動ベクトルkと-k（反対方向に伝播します）を持ち、周波数は光子の周波数の2分の1です。[1]
パラメトリックポンピング技術は、いくつかの媒体で実行できます。[1]
- 圧電結晶では、非線形圧電効果により、パーセント単位の変調が生じます。
- 磁性結晶では、磁気音響結合によって数十パーセントの変調を達成できます。これは、磁気ひずみとスピン再配向遷移効果を組み合わせたり、磁気音響共鳴を使用したりすることで改善できます。磁気音響媒体のフォノンの不安定性のしきい値を超えると、最大 80 dB の「超臨界」または「巨大」増幅が得られます。
- 半導体では、フォノンとプラズモン間のパラメトリック相互作用は、交互電場または変調された光ポンプによって生成されます。
アプリケーション
共役波の位相歪みの自動補正と自動フォーカス特性は、非破壊検査技術で使用されています。医療では、結石破砕術や温熱療法などの腫瘍破壊のための巨大増幅と組み合わせることができます。[1]
音響イメージングは、入射波のいくつかの高調波に選択的位相共役を適用することで改善できます。これにより、それらの高調波の焦点分布が狭まり、サイドローブと残響ノイズが低減され、画像解像度が向上します。[2]
選択的音響位相共役は、非線形パラメータが媒体のものと異なる等エコー源物体を検出するために使用できます。このような物体の線形音響特性は媒体のものと近いため、従来のエコーグラフィ技術では検出できません。[3]
もう一つの応用分野は非線形超音波速度測定で、通常のドップラー効果よりも1桁精度が高い。[2]位相共役速度計は、管内の層流、回転ディスクの下の渦流、水中の浸漬ジェットの場合の流速を正確に測定できることが証明されている。[3]
参考文献
参照
ウィキメディア・コモンズには、音響位相共役に関連するメディアがあります。