Theoretical Analysis and Validation of PMN-PT Single Crystals-Based Phased Array Ultrasonic Transducer With Dematching Layers

符号 传感器 能量(信号处理) 算法 数学 物理 声学 算术 统计
作者
Zhang Zhang,Lili Yang,Di Lin,Xian Wang,Yaojin Wang,Haosu Luo
出处
期刊:IEEE Transactions on Electron Devices [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:71 (2): 1220-1225
标识
DOI:10.1109/ted.2023.3343340
摘要

Theoretical analysis and validation were conducted on Pb(Mg $_\text{1/3}$ Nb $_\text{2/3}$ )O $_\text{3}$ -PbTiO $_\text{3}$ (PMN-PT) single crystal-based phased array ultrasonic transducers (UTs) with dematching (DM) layers. The optimized structure of the phased arrays changes the vibration mode, where sound energy is primarily generated by the vibration of the upper surface of the arrays. This energy then transfers to the matching layer structure, thereby improving the utilization rate of acoustic energy. The DM layer-based phased arrays also exhibit a 12.66% broader $-$ 6-dB bandwidth (BW) and 5.62-dB higher relative sensitivity (RS) compared to traditional design (TD) phased arrays, which indicates that the DM layer structure can enhance the longitudinal resolution, clarity, and penetration depth of ultrasonic imaging. Moreover, the sound pressure $\textit{P}_{\text{max}}$ of DM-based phased arrays is 63.4% higher than that of TD phased arrays, suggesting an increased penetration depth of ultrasound imaging. The practical test results further confirm these findings, with the $-$ 6-dB BW of DM layer-based phased arrays being 12.85% broader and the RS of the modified arrays being 5.79 dB higher than traditional arrays. Consequently, the improved electrical and acoustic performance of DM layer-based phased arrays compared to conventional phased arrays affirms the effectiveness of the DM layer structure in enhancing the properties of the UT.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
细腻戒指发布了新的文献求助10
1秒前
斯文败类应助吞金采纳,获得10
1秒前
SAOKA发布了新的文献求助10
2秒前
懵懂的从波关注了科研通微信公众号
2秒前
5秒前
wenwen完成签到,获得积分10
7秒前
武生完成签到,获得积分10
8秒前
情怀应助xttju2014采纳,获得10
10秒前
Ava应助拾捌采纳,获得10
11秒前
11秒前
11秒前
年123完成签到 ,获得积分10
11秒前
可爱的函函应助Gandiva采纳,获得10
11秒前
茶蛋完成签到,获得积分10
13秒前
0206发布了新的文献求助10
16秒前
细腻戒指发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
17秒前
花花完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
香蕉觅云应助俞思含采纳,获得20
21秒前
22秒前
坦率的山菡完成签到,获得积分10
23秒前
24秒前
Ava应助李浩采纳,获得10
25秒前
25秒前
25秒前
s211998完成签到,获得积分10
26秒前
26秒前
科研通AI6.2应助面条12345采纳,获得10
26秒前
27秒前
28秒前
28秒前
那地方完成签到,获得积分10
29秒前
Jasper应助科研通管家采纳,获得10
29秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
29秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
29秒前
无极微光应助科研通管家采纳,获得20
29秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
30秒前
30秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7171014
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8812193
关于积分的说明 18617834
捐赠科研通 6785641
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3167354
关于科研通互助平台的介绍 2308911
邀请新用户注册赠送积分活动 2142009