بررسي اثر عرض كرف روي شدت تمركز و هدايت امواج آكوستيك در مبدل هاي آرايه‏اي اولتراسوند فركانس بالا

مبدل هاي اولتراسوند فركانس بالا براي تصويربرداري پزشكي با وضوح بالا، تجزيه و تحليل باليني و ارزيابي هاي غيرمخرب به كار مي‏روند. بخلاف مبدل هاي هندسي، اين مبدل ها آرايه‏اي از چندين عنصر پيزوالكتريك هستند كه به صورت خطي يا صفحه‏اي چيده مي‏شوند تا بتوانند با دريافت سيگنال‏هاي تحريك با فازهاي مختلف، امواج متمركز با شدت بالا را ايجاد نمايند. چيدمان عناصر پيزوالكتريك در كنار هم، الزاما نيازمند يك فاصله آزاد بنام كرف مي باشد. عدم اعمال اين فاصله، مي تواند منجر به تداخل نامطلوب امواج و افزايش اثرات جانبي شود كه كاهش عملكرد مبدل را به دنبال دارد. لذا طراحي و ساخت مبدل‏هايي با عرض كرف مناسب، در فركانس‏هاي بالاتر از 100 مگاهرتز چالش برانگيز مي‏باشد. در اين پژوهش، امواج حاصل از يك مبدل اولتراسوند با آرايه‏اي خطي از پيزوالكتريك‏ها شبيه‏سازي و اثرات عرض كرف بر عملكرد آن‏ها بررسي شده است. براي اين منظور، از نرم‏افزار شبيه‏ساز چند فيزيكي كامسول بهره گرفته شده است. نتايج نشان مي‏دهد عرض كرف، اثر مهمي بر شدت امواج حاصل از مبدل آرايه‏اي اولتراسوند دارد، به طوري‏كه براي يك مبدل با 32 عنصر پيزوالكتريك و گام چينش 5/7 ميكرومتر كه در ولتاژ پايه 1 ولت و فركانس 100 مگاهرتز عمل مي‏كند، به ازاي هر كاهش نيم ميكرومتري در عرض كرف، حدود 6 كيلوپاسكال به فشار آكوستيك مطلق در نقاط كانوني افزوده مي‏شود. اين در حالي است كه محل نقاط كانوني امواج همواره در فاصله 450 ميكرومتري است و تغيير قابل ملاحظه اي را نشان نمي دهند.