受阻胺

[拼音]：shengquanxi

[外文]：acoustical holography

利用干涉原理來獲得被觀察物體聲場全部資訊（振幅分佈和相位分佈）的聲成像技術。它一般包括獲得聲全息圖和由聲全息圖重建物體可見像。

為了構成聲全息圖，除了含有待測物體資訊的聲波──物波外，還需要另一束與物波相干的參考波，兩者的干涉就形成了既有振幅資訊又有相位資訊的聲全息圖。聲全息技術中，這參考波一般是聲波，有時也可用電訊號來模擬。

為了把聲全息圖儲存下來，通常把聲全息圖記錄在照相底片上作為光調製器，需要時可隨時用鐳射重建可見像。在不需保留聲全息圖的情況下，聲成像的兩個階段也可以設法使其極快完成，這就是所謂實時重建。

聲全息的具體成像方法的種類很多，液麵聲全息和掃描聲全息是最常用的兩種。液麵聲全息是利用液麵的變形來形成聲全息圖的，其裝置如圖1所示。頻率為兆赫級的訊號源同時激勵兩個聲源。透過物體後的物波與參考聲波在液麵上相互干涉，在液麵上形成了聲全息圖。當鐳射照射該液麵時，聲全息圖表面就把相位變化加到反射光束上，使光束產生衍射，利用光闌，只讓強度同液麵上干涉圖樣振幅變化成正比的一級衍射光通過，經攝像頭接收後就可以在熒光屏上直接觀察到物體的實時重建像了。若用寬度約數百個聲波週期的聲脈衝來進行液麵聲全息，並採用同步的脈衝鐳射來重建可見像，可以提高成像質量。圖2是用液麵聲全息拍攝的重建像。

液麵聲全息的優點是能實時重建物像，因此可以觀察動目標。但為了獲得可分辨的影象，液麵處需要的最低聲強為10-3～10-5 W/cm2，所以其靈敏度較低，不宜用於較大距離的檢測。

掃描聲全息是一種靈敏的成像方法，它成像所需的聲強只要10-11W/cm2。它是採用一個點接收器（尺寸小於1/2 聲波波長）在物波與參考波重疊聲場的全息記錄平面上掃描，來獲得每一點上的相位和振幅資訊。若用這個訊號調製一同步掃描的點光源，使底片感光，就能得到一幅聲全息圖。當然，掃描的也不一定必須是接收器，也可以是聲源或被測物體，甚至也可以是聲源和接收器一起進行掃描。

在掃描聲全息中，也可以不用參考聲源，點接收器提供的物波訊號可以直接與超聲波發生器提供的參考電訊號相互疊加，然後輸至顯示器，以顯示聲全息圖，如圖3所示。這種方法不僅比較簡單，而且還有減少聲干擾訊號的明顯優越性。

這種單探頭的掃描聲全息，雖然裝置簡單，但成像時間較長，所以只能觀察靜的目標。顯然，用很多換能器布成面陣，就可以不需掃描而迅速記錄一幀聲全息圖。這種佈陣聲全息能觀察運動目標，但陣元數目較大，電子線路過分複雜。

在由聲全息圖重建物像的方法中，除光學法重建外，近年來隨著高速通用數字計算機的發展，以及快速傅立葉變換和阿達瑪變換等演算法的出現，在聲全息中利用電子計算機進行成像處理技術也得到了發展。這種數字聲全息技術通常用換能器對聲全息圖或被物體散射的波陣面的相位和振幅進行掃描，而獲得數字化超聲資料；然後對數字化資料進行濾波或其他數字訊號處理，在計算機內重建數字物像，最後再顯示聲全息物像。由於超聲資料的數字化，不僅可以很方便地使用各種數字濾波技術來消除影象中噪聲，提高成像質量，而且也便於進行影象平移、影象變換及影象彩色編碼等處理工作，從而減小了像液麵聲全息中菲涅耳環的干擾和在掃描聲全息中聲波多次反射、折射所造成的像的畸變。而且，數字相位檢測技術允許使用寬頻的發射脈衝，這又使空間解析度得到顯著的提高。

聲全息是20世紀60年代中期把全息技術引進聲學領域後出現的新學科，它是為了檢測和顯示可見光及X射線不透明的媒質中的結構而提出來的，這一應用前景引起了人們的重視，所以近年來在方法上和實驗技術上均做了大量工作。實驗證明了聲全息在醫療診斷、無損檢測和水下顯示等方面都有應用的可能。但是，由於聲波波長較長，存在著解析度低、待測目標的散射比較複雜、而光重建像畸變較嚴重的缺點，再加上各種具體應用中的技術問題，使得聲全息在推廣應用方面尚受到一定限制。

參考書目

A.F.Metherell，et al.，ed.， Acoustical Hologra-phy，Vol.1，Plenum Press，New York，1969.

A. F. Metherell and L. Larmore， ed.，Acoustical Holograpy， Vol.2， Plenum Press，New York，1970.

希爾德布蘭德、布倫登著，韋寶鍔譯:《聲全息導論》，科學出版社，北京，1978。(B.P.Hildebrand and B.B.Brenden，An Introduction to Acoustical Holography，Plenum Press， New York，1972.)