На 3D-принтере создали «усилитель» эванесцентных волн, позволяющий «строить» акустические изображения

Швейцарские инженеры создали разработку, позволяющую конвертировать звуковые волны. В Высшей технической школе (ETH Zurich) был создан резонирующий аппарат. Устройство для конвертации представлено камерой и несколькими отсеками в ней. Конструкция позволяет эванесцентные волны превращать в обычные, а также производить обратные действия.

Для строительства камеры применялся 3D-принтинг, также использовались метаматериалы. К роботу прикрепляется изобретенный прибор с микрофоном и источниками звука, который дает возможность создать акустические контуры объекта. Готовая картинка включает даже мелкие очертания звука. Об это было заявлено в издании Nature Communications

Исследования с ультразвуком уже ни для кого не новость. Давно проводятся исследования морского дна, изучается, как передвигается рыба стаями и косяками, применяют ультразвук для поиска дефектов, не видных глазу. Кроме использования ультразвуковых волн, в исследованиях применяются также эванесцентные, или затухающие.

Ученые уже отмечали: именно этот вид волн позволяет наиболее точно отметить границы исследуемых объектов, но «поймать» такую волну, выделив ее среди прочих отраженных, чтобы перенести в изображение, очень сложно. Основная проблема в том, что их можно зафиксировать только у границы раздела двух разных сфер.

Разработка ученых заключается в том, чтобы конвертировать эванесцентные волны. Камера, которая состоит из 5 отсеков, соединена между собой отверстиями – фильтрами. Именно они производят конвертацию. Также в камере установлен усилитель для обратного превращения затухающих волн в обычные. Получаемое изображение выглядит как негатив: на картинке отображаются грани объекта, места пересечения, вместо самой поверхности.

В отсеках установлены микрофоны, которые передают звуки на компьютер для обработки в программе. Чтобы записать объект, на специального робота крепятся генераторы звука. Механизм может подойти к объекту максимально близко для наиболее точного сканирования.

Исследователи считают такой способ инновационным и полностью отличающимся от всего, что применялось ранее. До этого дифракционный предел, показывающий длины волн, не преступающих границу максимально допустимой величины, которая приводит к искажению звука, изучался методиками супер- и гиперлинз, а также методом временного реверса. Изобретенная методика помогает увеличить разрешение картинок и при этом сократить время на их получение.

Проект актуален для исследований в области медицины и биологии.

По материалам: 3dprint.com