声学显微镜及其应用

　　前言

　　声学显微镜是本世纪八十年代研制成功的币要的二维撇微观察设备，它集现代微波声学、信号检测和计算机技术于一体，是一种典型的高技术产品。于工作频率在超声频段，通常称之为超声显微镜。

　　的图象显示技术。经过十儿年的艰苦历程，1984年奎特教授的研究获得成功，超声工作频率为5千兆赫，分辨力为0.2微米。同年，英国V.G公司推出首批商品目前、德国的Leitz公司，英国V.G公司，日本的本多公司，俄罗斯科赞院化赞物理所和国内清华大学均有产品。，

　　二、声学显微镜的

　　主要特点及其工作原理与光学显微镜和电子显微镜相比，声学显微镜具有两大特色:一是它可以对布、透明材料内部一层层地进行显微观察，直至表面以下十几毫米的深度，可以获取丰富的信息;二是对牛物组织活体进行观察，可实现生物节家长期盼望的“活检”。正是由于这两个特点，使得它在生物医学!一程、医学临床诊断、材料科学和检测科学领域具有一重要地位，自其问世以来，获得11益广泛的应用声学显微镜的工作原理力一框图为图l，它由电路、声路、机械装置和微机四部分组成。其中核心部分是声学系统。

　　电路部分由微波系统和低频电路组成微波系统输出脉冲调制微波信号，经环流器送到超声换能器产生超声波，声束经声透镜在材料内部会聚后反射，反射波经声透镜、换能器、环流器到前置放人器(低噪声)，再经检波、放大、取样保持、滤波后到微机A/D适配器端日。声学系统如图2所示，它山超声换能器、声聚焦透镜和声电匹配层组成。一般用氧化锌压电薄膜作超声换能器，声透镜材料用兰宝石，声匹配层材料用有机玻璃。氧化锌薄膜换能器在高频电信号激励下产生超声波(几{·兆赫至几千兆赫)，通过声聚焦透镜先在耦合介质

　　(水)中开始会聚然后在样品内部进一步会聚聚焦通过声透镜的声束聚焦，并不聚成一个几何焦点，而是形成一个沿纵探方向的狭窄区，这个区域的横向)丈寸和纵向尺寸是衡量声聚焦透镜系统质量的主要指标、横向尺寸越小，则横向分讲力越高，它山换能器的l_作频率所决定纵向尺寸与透镜的凹面曲率半径有关，它直接联系着显微镜的探测深度。

　　机械系统山调节部分和机械扫描两部分组成。调节部分保证样品表面与声束轴线垂直，机械扫描完成样品和声束问的扫描运动，它山步进电机，精密工作台和驱动电源组成。整个声学显微镜由一台微机控制工作，可选择工作模式、观察区域、范围、显示方式等。选定后均山微机自动完成工作。微机还完成图像数字化、存储、处理并最终显示数据，曲线和信息丰富的彩色图像声学显微镜有三种仁作模式:内部成象模式、表层亚表层工作模式和Z轴扫描工作模式前两种工作模式可以工作频率、横向分辨能力，探测深度、有效视野面积、视场尺寸，成象时问和图象质量(灰度等级、画面分辨率、图象处理功能等)。表1给出了几种声学显微镜的重要指标。