[发明专利]基于空间非均匀聚焦涡旋声场的相变纳米液滴调控方法

权利要求书

1.一种基于空间非均匀聚焦涡旋声场的相变纳米液滴调控装置，其特征在于：该调控装置包括焦域可相互重叠的超声空化换能器(3)和球形聚焦超声换能器，该球形聚焦超声换能器的相邻分裂阵元的驱动信号的相位差保持一致，且存在n个与其他分裂阵元功率不同的、用于使聚焦涡旋声场焦域内环状波腹上产生声压极大值点的分裂阵元，n≥1；

所述球形聚焦超声换能器的分裂阵元分为A类分裂阵元和B类分裂阵元，A类分裂阵元的数量大于B类分裂阵元，A、B两类分裂阵元的功率W满足：W_B＝aW_A，其中，0a1；

所述超声空化换能器(3)按一定频率发射单个微秒级短脉冲超声。

2.根据权利要求1所述一种基于空间非均匀聚焦涡旋声场的相变纳米液滴调控装置，其特征在于：所述球形聚焦超声换能器分裂阵元的驱动信号的相位差为2π/N的非零整数倍，N为阵元数。

3.根据权利要求1所述一种基于空间非均匀聚焦涡旋声场的相变纳米液滴调控装置，其特征在于：所述调控装置还包括仿体、用于放置仿体的水箱(6)以及用于观察和记录仿体内的相变纳米液滴及相变微泡的高速显微成像系统(2)。

4.一种基于空间非均匀聚焦涡旋声场的相变纳米液滴调控方法，其特征在于：该调控方法包括以下步骤：

1)通过调节使球形聚焦超声换能器的相邻分裂阵元的驱动信号的相位差保持一致，且存在一个以上的与其他分裂阵元功率不同的分裂阵元，从而使所述球形聚焦超声换能器产生一个中心低声压、外围环状高声压分布并且在高声压区上具有声压极大值点的非均匀聚焦涡旋声场；所述球形聚焦超声换能器的分裂阵元分为A类分裂阵元和B类分裂阵元，A类分裂阵元的数量大于B类分裂阵元，A、B两类分裂阵元的功率W满足：W_B＝aW_A，其中，0a1；

2)利用所述非均匀聚焦涡旋声场使相变纳米液滴聚集；

3)超声空化换能器(3)按一定频率发射单个微秒级短脉冲超声，利用超声空化换能器(3)诱导聚集的相变纳米液滴形成相变微泡。

5.根据权利要求4所述一种基于空间非均匀聚焦涡旋声场的相变纳米液滴调控方法，其特征在于：所述步骤2)中，相变纳米液滴聚集于所述非均匀聚焦涡旋声场内声压极大值点所在的声压较大区域。

6.根据权利要求4所述一种基于空间非均匀聚焦涡旋声场的相变纳米液滴调控方法，其特征在于：所述调控方法还包括以下步骤：利用高速显微成像系统(2)对仿体内的相变纳米液滴在焦域定位于该仿体内的非均匀聚焦涡旋声场作用下的聚集过程进行观察、记录。

7.根据权利要求6所述一种基于空间非均匀聚焦涡旋声场的相变纳米液滴调控方法，其特征在于：所述调控方法还包括以下步骤：利用高速显微成像系统(2)对聚集后的相变纳米液滴的相变以及所形成的相变微泡的消散过程进行观察、记录。

8.根据权利要求4所述一种基于空间非均匀聚焦涡旋声场的相变纳米液滴调控方法，其特征在于：所述球形聚焦超声换能器分裂阵元的驱动信号的相位差为2π/N的非零整数倍，N为阵元数。