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基于人工结构的微米级声场生成装置及其制备方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-11-01 14:47:56

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-11-10 09:58:18

本发明涉及基于人工结构的微米级声场生成装置及其制备方法,所述基于人工结构的微米级声场生成装置包括声表面波芯片和耦合于所述声表面波芯片的至少一人工结构,所述声表面波芯片用于产生表面波声场,所述人工结构用于对所述声表面波芯片产生的表面波声场进行调控,使得所述表面波声场范围小于声波波长,从而形成微米级声场,本发明结合所述声表面波芯片和所述人工结构制备形成基于人工结构的微米级声场生成装置,产生单个神经元尺度的表面波声场,实现单个神经元的调控,并结合电生理手段对单个神经元放电进行记录,从而对超声神经调控的机制进行研究。

1.基于人工结构的微米级声场生成装置,其特征在于,所述基于人工结构的微米级声场生成装置包括声表面波芯片和耦合于所述声表面波芯片的至少一人工结构,所述声表面波芯片用于产生表面波声场,所述人工结构用于对所述声表面波芯片产生的表面波声场进行调控,使得所述表面波声场范围小于声波波长,从而形成微米级声场。 2.根据权利要求1所述的基于人工结构的微米级声场生成装置,其特征在于,所述声表面波芯片包括压电基底和镀于所述压电基底之上的叉指电极,所述人工结构耦合在所述声表面波芯片的设置有所述叉指电极的一面,所述压电基底为128°YX双面抛光铌酸锂、Y36切向铌酸锂、X切向铌酸锂、锗酸秘、钽酸锂、砷化镓、氧化锌、氮化铝中的任一种。 3.根据权利要求2所述的基于人工结构的微米级声场生成装置,其特征在于,所述人工结构包括填充型人工结构,所述填充型人工结构包括结构基底和填充于所述结构基底的填充孔的填充物质,所述填充物质为镓、锌、铜、镍、铅中的一种或多种。
  1. 声波传感: 该技术可用于制造高灵敏度的声波传感器,用于检测环境中的声波信号,例如用于水下声学传感器中。

  2. 声学通信: 微米级声场生成装置可以用于实现高频率、短距离的声学通信,例如在水下通信系统中,提供高速数据传输。

  3. 医学成像: 该技术可用于制造超声成像中的探头,实现高分辨率的医学成像,例如在超声心动图或超声造影方面的应用。

  4. 超声治疗: 可以应用在超声治疗设备中,产生特定频率和聚焦度的声场,用于医学上的治疗,例如聚焦超声治疗中的高强度聚焦超声(HIFU)技术。

  5. 声学操控: 用于声学操控微粒子或细胞等生物体,例如在微流控系统中,实现对细胞的定向操控。

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  1. 人工结构设计: 设计微米级结构,例如微米级声源或声波透镜,用于产生特定频率、幅度和相位的声场。

  2. 微加工制备: 利用微纳加工技术,将人工结构制备在微米尺度的材料表面上,确保结构的精密度和稳定性。

  3. 声场生成方法: 通过激励微米级结构,例如应用电信号激励微声源,产生特定的声场,可以是定向的、聚焦的或者具有特殊波形的声场。

技术转让

人工结构的微米级声场生成装置及其制备方法是一种用于产生微米级声场的技术方案。这种技术可以应用于多个领域,包括声波传感、声学通信、医学成像、超声治疗等。