Comparaison théorique des performances de transducteurs mono-élément haute fréquence (50MHz) en utilisant différentes techniques de focalisation - Groupe de Recherche en Electronique, Matériaux, Acoustique et Nanotechnologies Access content directly
Conference Papers Year : 2022

Comparaison théorique des performances de transducteurs mono-élément haute fréquence (50MHz) en utilisant différentes techniques de focalisation

Abstract

Les techniques habituelles de focalisation des faisceaux ultrasonores de transducteurs mono-élément utilisent soit un élément piézoélectrique directement incurvé avec différents profils possibles, soit l’ajout d’une lentille devant ce même élément plan afin de concentrer l’énergie acoustique dans la zone focale. Plusieurs études ont également montré le potentiel de l'utilisation de transducteurs plans à zones de Fresnel (FZP). La comparaison des performances obtenues avec ces différentes approches à haute fréquence (typiquement 50 MHz) n'a pas encore été évaluée en vue d’applications en imagerie médicale. Le but de cette étude est ainsi de comparer théoriquement ces trois techniques de focalisation en évaluant les propriétés acoustiques dans la zone focale. Pour cela, un modèle numérique axisymétrique de propagation d’ondes acoustiques basé sur la méthode pseudo-spectrale est utilisé et adapté pour chaque type de focalisation afin de calculer les diagrammes de rayonnement. La réponse électroacoustique utilisée pour la propagation est initialement déduite d’un transducteur intégrant un film de copolymère piézoélectrique [P(VDF-TrFE)]. Les comparaisons des performances se font avec un diamètre actif identique (D= 6 mm) et différentes distances focales (F entre 10 et 20 mm) correspondant à une gamme du f-number (F/D) comprise entre 1,6 et 3,3, classique en imagerie. Un comportement assez proche entre les focalisations par lentille et géométrique est obtenu (-3dB de différence pour la sensibilité moyenne). Cette différence est plus importante avec la configuration FZP (>20 dB). Des différences sont aussi observées pour les résolutions latérales et profondeurs de champ. Les raisons de ces différences, notamment liées à une excitation large bande, seront discutées. En vue d’une intégration de ce type de dispositif sur substrat plan, la configuration FZP reste ainsi une alternative possible dont le compromis fabrication/performance ouvre de nombreuses perspectives mais restera limite pour les applications en imagerie.
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Origin : Files produced by the author(s)

Dates and versions

hal-03848330 , version 1 (10-11-2022)

Identifiers

  • HAL Id : hal-03848330 , version 1

Cite

Sean Toffessi Siewe, Samuel Callé, Aline Banquart, Fréderic Ossant, Jean-Marc Grégroire, et al.. Comparaison théorique des performances de transducteurs mono-élément haute fréquence (50MHz) en utilisant différentes techniques de focalisation. 16ème Congrès Français d'Acoustique, CFA2022, Société Française d'Acoustique; Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique, Apr 2022, Marseille, France. ⟨hal-03848330⟩
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