實驗名稱：電壓放大器在(zai)聲波截(jie)面梯度場的(de)重建及(ji)其在(zai)聲波場處理中的(de)應用(yong)

　　實驗內容(rong)：水下(xia)聲(sheng)信號在傳播過(guo)程(cheng)中(zhong)會引起介(jie)質折射率的(de)(de)變(bian)化(hua)，當(dang)激光(guang)(guang)穿(chuan)過(guo)聲(sheng)擾(rao)動介(jie)質時，介(jie)質折射率的(de)(de)空間變(bian)化(hua)引起激光(guang)(guang)束(shu)的(de)(de)偏(pian)轉(zhuan)，利用位(wei)置(zhi)敏(min)感(gan)探測器（PSD）感(gan)應(ying)激光(guang)(guang)的(de)(de)偏(pian)轉(zhuan)信息(xi)，激光(guang)(guang)束(shu)的(de)(de)偏(pian)轉(zhuan)可(ke)以(yi)分(fen)(fen)為(wei)兩部(bu)分(fen)(fen)；一(yi)部(bu)分(fen)(fen)是在激光(guang)(guang)束(shu)經過(guo)的(de)(de)平(ping)面內，另(ling)一(yi)部(bu)分(fen)(fen)是垂直(zhi)于平(ping)面的(de)(de)。結(jie)合使(shi)用這(zhe)兩部(bu)分(fen)(fen)偏(pian)轉(zhuan)的(de)(de)斷層(ceng)成像結(jie)果，可(ke)以(yi)得到橫截面上傳播聲(sheng)波(bo)的(de)(de)梯度場，這(zhe)是光(guang)(guang)束(shu)偏(pian)轉(zhuan)斷層(ceng)成像的(de)(de)一(yi)個(ge)擴展版本。基(ji)(ji)于波(bo)場的(de)(de)梯度與相對聲(sheng)壓分(fen)(fen)布，可(ke)以(yi)直(zhi)接采用基(ji)(ji)爾霍夫積分(fen)(fen)定理(li)來進(jin)一(yi)步計算和分(fen)(fen)析(xi)波(bo)場。

　　研(yan)究(jiu)方向：聲光(guang)傳感、聲場重建

　　測試設備：ATA-4051高壓功率放大器

　　實驗過程：實驗裝置如圖所示，水箱里裝滿水，吸聲器鋪在底部。聲波場由一個換能器產生，信號發生器產生180kHz信號，經AigtekATA-4051高壓功率放大器放大后作用于(yu)換(huan)能器(qi)設(she)備，產(chan)生聲信號。從激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)發(fa)出的(de)光(guang)(guang)(guang)束(shu)(shu)在穿過(guo)被(bei)(bei)聲波調制的(de)水面時發(fa)生偏(pian)轉，將(jiang)PSD被(bei)(bei)放置在水箱(xiang)的(de)另一側，以(yi)接(jie)收流出的(de)光(guang)(guang)(guang)束(shu)(shu)。光(guang)(guang)(guang)斑的(de)位移(yi)反映了沿激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)束(shu)(shu)的(de)聲壓梯(ti)度的(de)積(ji)分(fen)。換(huan)能器(qi)被(bei)(bei)安裝在平臺上(shang)，它可(ke)以(yi)在垂直(zhi)于(yu)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)束(shu)(shu)的(de)方向上(shang)移(yi)動，允許在平行線(xian)上(shang)掃(sao)描(miao)。一次掃(sao)描(miao)結束(shu)(shu)后，將(jiang)換(huan)能器(qi)旋轉到另一個角(jiao)度，重(zhong)復掃(sao)描(miao)過(guo)程，直(zhi)到覆(fu)蓋(gai)180°的(de)角(jiao)度。換(huan)能器(qi)發(fa)出的(de)信號與數據(ju)采集系統同步，用于(yu)重(zhong)建瞬時聲場。

　　實驗(yan)結(jie)果(guo)：利用(yong)實驗(yan)中(zhong)(zhong)獲得的(de)(de)(de)數據(ju)，我(wo)們(men)構建(jian)了兩種形式(shi)的(de)(de)(de)聲波場(chang)(chang)，一(yi)種是聲壓(ya)的(de)(de)(de)相(xiang)對分(fen)(fen)布(bu)，另一(yi)種是聲波場(chang)(chang)截(jie)面(mian)的(de)(de)(de)三維梯度(du)。圖1中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)第一(yi)行(xing)顯(xian)示(shi)(shi)了聲波場(chang)(chang)的(de)(de)(de)相(xiang)對壓(ya)力(li)分(fen)(fen)布(bu)（見(jian)視頻1）。為了清楚地顯(xian)示(shi)(shi)場(chang)(chang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)梯度(du)，我(wo)們(men)在第二行(xing)顯(xian)示(shi)(shi)梯度(du)的(de)(de)(de)x和(he)y分(fen)(fen)量(liang)，在最后一(yi)行(xing)顯(xian)示(shi)(shi)z分(fen)(fen)量(liang)（見(jian)視頻2）。為了驗(yan)證表格中(zhong)(zhong)重建(jian)的(de)(de)(de)正確性，我(wo)們(men)將結(jie)果(guo)與使用(yong)相(xiang)同參數的(de)(de)(de)模擬結(jie)果(guo)進行(xing)了比(bi)較(jiao)(jiao)。因為橫斷(duan)面(mian)的(de)(de)(de)壓(ya)力(li)分(fen)(fen)布(bu)與聲波場(chang)(chang)的(de)(de)(de)x和(he)y分(fen)(fen)量(liang)的(de)(de)(de)梯度(du)場(chang)(chang)結(jie)構相(xiang)同，我(wo)們(men)只顯(xian)示(shi)(shi)壓(ya)力(li)分(fen)(fen)布(bu)和(he)z分(fen)(fen)量(liang)的(de)(de)(de)比(bi)較(jiao)(jiao)結(jie)果(guo)。從圖2中(zhong)(zhong)我(wo)們(men)可以看出，在每個采樣時間，聲波的(de)(de)(de)形式(shi)都很相(xiang)似。

　　Aigtek安泰電子功率放大(da)器在本(ben)次實(shi)驗中發揮的作用：將(jiang)脈沖信號放大(da)200倍(bei)

西安安泰電子是專業從事功率放大(da)器(qi)、高壓放大器、功率信(xin)號源(yuan)、前置微小信號放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測量儀器研發、生產和銷售的高科技企業，為用戶提供具有競爭力的測試方案。Aigtek已經成為在業界擁有廣泛產品線，且具有相當規模的儀器設備供應商，樣機都支持免費試用。如想了解更多功率放大器等產品，請持續關注安泰電子官網hkdyw.cn或撥打029-88865020。