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相似文献
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1.
Estimating the focal size and position of a high-intensity focused ultrasound (HIFU) transducer remains a challenge since traditional methods, such as hydrophone scanning or schlieren imaging, cannot tolerate high pressures, are directional, or provide low resolution. The difficulties increase when dealing with the complex beam pattern of a multielement HIFU transducer array, e.g., two transducers facing each other. In the present study we show a novel approach to the visualization of the HIFU focus by using shockwave-generated bubbles and a diagnostic B-mode scanner. Bubbles were generated and pushed by shock waves toward the HIFU beam, and were trapped in its pressure valleys. These trapped bubbles moved along the pressure valleys and thereby delineated the shape and size of the HIFU beam. The main and sidelobes of 1.1- and 3.5 MHz HIFU beams were clearly visible, and could be measured with a millimeter resolution. The combined foci could also be visualized by observing the generation of sustained inertial cavitation and enhanced scattering. The results of this study further demonstrate the possibility of reducing the inertial cavitation threshold by the local introduction of shock wave-generated bubbles, which might be useful when bubble generation and cavitation-related bioeffects are intended within a small region in vivo.  相似文献   

2.
汤依伟  贾明  程昀  张凯  张红亮  李劼 《物理学报》2013,62(15):158201-158201
基于电化学-热耦合模型研究聚合物锂离子动力电池放电过程热行为, 分析了放电倍率、冷却条件对电池放电过程的温度变化及分布的影响规律. 结果表明: 3C放电时, 模型计算结果与实测结果的平均偏差为0.57 K, 方差为0.15, 说明模型准确度较高. 电芯的平均生热率在整个放电过程中呈现出增加的趋势, 初期和末期增长较快. 大倍率放电时, 与电流密度的平方呈正比的不可逆热所占的比重较大, 小倍率放电时, 电化学反应可逆热占主导. 改善冷却条件能降低电池放电过程的平均温度, 对流传热过程的表面传热系数为5 W/(m2·K), 1 C, 3 C, 5 C放电结束时, 电芯的平均温升为分别为6.46 K, 17.67 K, 27.53 K, 当对流传热过程的表面传热系数增加至25 W/(m2·K)时, 温升比自然对流条件下相同倍率放电时的温度分别降低了2.91 K, 4.68 K, 5.62 K, 但电芯温度分布的不一致性也会加剧. 关键词: 电化学 耦合 锂离子动力电池 温度分布  相似文献   

3.
Gaussian beam mode analysis can be applied in an elegant way to study the coupling of power between two horn antennas. Coupling efficiencies are evaluated for a number of horn combinations and the results presented in a straightforward form useful in the design of submillimetre-wave interferometers and astronomical receiver systems. We show that there is a marked variation in efficiency (up to 30%) depending on the coupling optics, even for beams with well matched profiles.  相似文献   

4.
In this paper the power coupling expression between two identical axially aligned and spatially separated waveguides is presented. Calculations using the coupling expression for a Gaussian mode profile in the input waveguide produce results that are in excellent agreement with experimental observations.  相似文献   

5.
半导体激光器与单模光纤耦合效率的分析   总被引:3,自引:1,他引:3  
在高斯场分布近似的前提下,从模场半宽匹配的角度描述了半导体激光器(SLD) 与单模光纤(SMF) 之间的光耦合理论。对不同的SLD SMF 间光耦合的方式作了分析,并从耦合效率与成本双重角度给出了适合于实际工程应用的几种耦合方式的优选率  相似文献   

6.
Gachagan A  Speirs D  McNab A 《Ultrasonics》2003,41(4):283-288
This paper will describe the application of a finite element (FE) code to design a test cell, in which a single transducer is used to generate acoustic cavitation. The FE model comprises a 2-D slice through the centre of the test cell and was used to evaluate the generated pressure fields as a function of frequency. Importantly, the pressure fields predicted by FE modelling are used to indicate the position of pressure peaks, or 'hot-spots', and nulls enabling the systems design engineer to visualise both the potential cavitation areas, corresponding to the 'hot-spots', and areas of low acoustic pressure. Through this design process, a rectangular test cell was constructed from perspex for use with a 40 kHz Tonpilz transducer. A series of experimental measurements was conducted to evaluate the cavitation threshold as a function of temperature and viscosity/surface tension, for different fluid load media. The results indicate the potential of the FE design approach and assist the design engineer in understanding the influence of the fluid load medium on the cell's ability to produce a strong cavitation field.  相似文献   

7.
汪伟 《应用声学》2006,25(1):1-3
本文从临床角度探讨在体外高强度聚焦超声(HIFU)治疗机的研发中应该关注的问题,指出重视HIFU的生物学效应研究、充分理解HIFU治疗肿瘤的临床意义对HIFU治疗机的研发具有的指导价值,提出了HIFU治疗机主要部件性能的临床要点,以及开发专用治疗机等构想,强调医工结合在HIFU治疗机开发中的重要性。  相似文献   

8.
半导体激光器光束准直系统的功率耦合效率   总被引:5,自引:3,他引:5       下载免费PDF全文
何俊  李晓峰 《应用光学》2006,27(1):51-53
在长距离无线光通信中,接收点光功率密度与光束发散角平方呈反比关系,为了获得小的发散角和大的功率耦合效率,要求准直系统有较大的数值孔径(NA),但数值孔径过大会增加像差,因此合理设计功率耦合效率与准直系统的数值孔径就非常重要。该文对半导体激光器光束准直系统中功率耦合效率进行了研究,给出了半导体激光器光束功率耦合效率与k(孔径半径与孔径处等效光束半径之比)的关系表达式,并结合激光器光束准直系统,给出了半导体激光器光束功率耦合效率与准直系统数值孔径的关系表达式。该研究结论对于半导体激光器光束准直系统设计具有参考作用。  相似文献   

9.
牛凯  叶雄英  周兆英  侯斌  刘胜 《光学技术》2004,30(4):431-433
利用高斯光束传输理论进行了阵列光开关的光纤耦合设计计算。根据ABCD矩阵推导出了光束通过球透镜时的传播规律,计算了在光纤与光纤之间两个球透镜耦合的效率,分析了影响耦合效率的因素。通过设计计算,确定了光纤端部的位置,使得整个损耗达到了最小。从理论上来看,在波长λ=1 55μm时,4×4阵列光开关的耦合效率可以达到91%以上。  相似文献   

10.
This letter reports on the use of frequency sweeps to probe acoustic cavitation activity generated by high-intensity focused ultrasound (HIFU). Unprecedented enhancement and quenching of HIFU cavitation activity were observed when short frequency sweep gaps were applied in negative and positive directions, respectively. It was revealed that irrespective of the frequency gap, it is the direction and frequency sweep rate that govern the cavitation activity. These effects are related to the response of bubbles generated by the starting frequency to the direction of the frequency sweep, and the influence of the sweep rate on growth and coalescence of bubbles, which in turn affects the active bubble population. These findings are relevant for the use of HIFU in chemical and therapeutic applications, where greater control of cavitation bubble population is critical.  相似文献   

11.
高强度聚焦超声(HIFU)治疗中的驱动电功率对治疗效率起着非常关键的作用,驱动电功率控制的精准性势必会影响治疗的效率和安全性。前期研究表明:HIFU治疗过程中焦域瞬态物理特性的变化会导致换能器的负载阻抗发生变化,进而影响HIFU驱动电功率,但驱动电功率与焦域瞬态物理特性之间的影响关系及规律尚不明确。该文基于电压、电流传感器、空化检测探头和温度传感器等器件,构建了一种HIFU治疗中驱动电功率实时监测及焦域声空化、温度检测系统。基于该实验研究系统,以离体牛心组织作为HIFU辐照对象,分别研究了HIFU焦域温度变化、声空化及组织损伤与驱动电功率之间的变化关系及规律。研究结果表明:当焦域温度升高时,驱动电功率缓慢上升,驱动电功率与温度变化有良好的相关性;当空化产生时,驱动电功率出现明显的波动;当组织出现损伤时,驱动电功率呈陡然下降的变化。三种情景下,驱动电功率变化有明显区别,这有望为区分HIFU治疗过程中焦域处发生损伤和空化以及实时监测靶组织损伤程度提供一种新的解决方案。  相似文献   

12.
超声波电发生器的最大输出功率和效率   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
鲍善惠 《应用声学》2003,22(5):12-17
本文从电路理论中的最大功率传输定理出发,分析了超声波电发生器与普通电源的异同,提出了最大功率传输定理的扩展条件,从而将一般电源的匹配和超声波发生器的匹配这两种概念统一起来。文章应用扩展后的最大功率传输定理,从一个新的角度对超声波电发生器的最大输出功率和效率进行了分析,得到与图解法等其他方法相同的结果。  相似文献   

13.
In terms of the coupled mode theory (CMT) and the transfer matrix method, we present a technique and relative formulas including the bent coupling coefficient, amplitude coupling ratio, amplitude transmission ratio and propagation power for analyzing the vertical bent coupling between a curved rectangular waveguide and a straight one. Investigations show that the bent coupling appears in an effective coupling region by both sides of the central coupling point. Beyond this effective coupling region, however, the bent coupling is very weak, and the propagation power in the waveguide is closer to a constant. As the bent radius increases, or the thickness of the coupling layer between these two waveguides decreases, this effective coupling region becomes wider, in which the coupling behavior becomes stronger.  相似文献   

14.
激光等离子体动量转换效率的实验研究   总被引:6,自引:0,他引:6       下载免费PDF全文
强激光与固体靶相互作用时,产生的高速喷射的等离子体对靶具有强烈的反冲作用,因此,激光等离子体可以作为一种新型的推进动力源.与传统的化学燃料推动相比,激光等离子体具有较高的比冲和有效载荷比等特点.对纳秒激光脉冲与铝、石墨、铅和碳氢靶相互作用时,等离子体对靶的冲量进行了实验测量,研究了大气与真空环境下的靶动量与激光聚焦面积的关系,并对部分实验结果与理论计算的数值进行了比较.实验结果显示,大气与真空环境下的靶动量有很大的差异,并且真空下的靶动量受材料性质的影响较大,与以往长脉冲激光的实验结果有很大的不同. 关键词: 激光等离子体 动量 动量耦合系数  相似文献   

15.
16.
赵绚  刘晨  马会丽  冯帅 《物理学报》2017,66(11):114208-114208
基于波导间能量耦合效应的光子晶体功率分束器具有结构紧凑、带宽较宽、弯曲损耗低、分光角度大和不受外界电磁场干扰等优点.本文利用时域有限差分方法,理论研究了二维三角晶格光子晶体耦合波导的功率分束特性,设计得出了一种能够在宽频谱范围内针对不同频率区间实现不同分光比的功能器件.在此基础上通过改变耦合区介质柱形状以及输出分支波导与能量耦合波导的连接位置,最终针对三个相邻频率范围内的入射光信号,较好地实现了三均分、二均分、单一输出通道这3种能量分配输出模式.该功能器件具有透过率对比度高、结构紧凑等特性,对于发展全光功能器件在大规模全光复杂集成领域内的实际应用具有一定的促进作用.  相似文献   

17.
 给出了自洽非线性大信号理论分析方法,在理论分析和高频计算的基础上,建立了回旋速调管放大器注-波互作用计算模型,对其进行数值计算。研究多种参量对放大器输出功率、增益、效率等的影响,通过优化得到了中心频率34 GHz的四腔回旋速调管放大器设计方案。粒子模拟表明:在工作电压65 kV,注电流8 A,电子注横向与纵向速度比为1.5时,输出功率230 kW,带宽230 MHz,电子效率45%,饱和增益33 dB。  相似文献   

18.
弯张换能器尺寸与其同相振动谐振频率的关系   总被引:4,自引:0,他引:4       下载免费PDF全文
贺西平 《应用声学》2002,21(3):18-20
本文用有限元计算方法研究了弯张换能器各方向尺寸与其同相振动谐振频率之间的关系,得出以下结论:不一定所有尺寸的换能器都具有理想的同相振动模态;长、宽、高尺寸不变时,若换能器的壳体厚度值增大,则同相振动的谐振频率值随之增大;壳体厚度不变的情况下,减小长,宽、高中的任意一个参数时,其同相振动谐振频率将增高。  相似文献   

19.
神光Ⅱ装置中空间滤波器系统的稳定性设计与分析   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
 考虑到空间滤波器系统在激光装置中的稳定性要求,分析了影响稳定性的各种因素。对现行装置中的SF4空间滤波器系统进行振动模态测试,初步确定系统的工作状况,并结合振动理论明确系统稳定性的设计参数。利用有限元软件ANSYS对空间滤波器系统及相关的设计进行仿真验证计算。结果表明:SF4系统的一阶固有频率达到83 Hz,与实验结果相符合,满足系统稳定性的要求;在系统中引入支撑不但能有效增加系统的刚度,同时能转移系统的振型;系统基础支撑平台的选择要求平台独立,并且选择较低的高度以便于控制上层光学元件的变形;在系统中的引入波纹管这种弹性连接,能降低系统变形量,并且通过改变波纹管的厚度能实现连接刚度的改变。上述设计可在神光装置其它系统结构中应用。  相似文献   

20.
为了提高低温制冷机整机效率,基于力的平衡及电压平衡方程理论,分析了线性压缩机电机效率及电功转化为活塞表面声功效率的影响因素;并对线性压缩机效率进行了实验测量;理论与实验吻合较好;电机效率、电功转化为声功效率测量值与理论值偏差分别在3%及7%以内.最后对冷指确定时线性压缩机的优化设计方法进行了总结.  相似文献   

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