實(shí)驗(yàn)名稱：功率放大器在彎曲波聲學(xué)透鏡聚焦實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

　　實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：測(cè)試彎曲波經(jīng)相鄰的聲學(xué)透鏡反射之后，是否可以到達(dá)聚焦位置,，實(shí)現(xiàn)能量收集的目的,。

　　研究方向：聲子晶體中的彈性波傳播機(jī)理研究

　　測(cè)試設(shè)備：信號(hào)發(fā)生器，ATA-2022B高壓放大器,、縱波直探頭,、PZT,、示波器、計(jì)算機(jī)等

　　實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

　　首先基于Minlin板理論和相位調(diào)制原理設(shè)計(jì)了兩個(gè)相鄰的透鏡,，理論和數(shù)值仿真證明了彎曲波會(huì)在一定區(qū)域內(nèi)聚焦,，且聚焦尺寸小于半波長(zhǎng)。為了驗(yàn)證這一設(shè)計(jì)理念,，在鋁板邊界加工出聲學(xué)透鏡,，在激發(fā)區(qū)域布置PZT陣列，所有PZT以并聯(lián)的方式接入電路,。

　　雖然PZT本身?yè)Q能效率較高,，但為了同時(shí)驅(qū)動(dòng)整組陣列，需要接入功率放大器進(jìn)行信號(hào)放大,。本次實(shí)驗(yàn)選用功率放大器型號(hào)為ATA-2022B高壓放大器,，輸出端將電壓放大20倍后接入PZT陣列，從而提供足夠大的電壓,，同時(shí)驅(qū)動(dòng)17個(gè)壓電陶瓷片,，激勵(lì)端為窄帶脈沖信號(hào)，中心頻率為25kHz,，可以實(shí)現(xiàn)放大,。

　　接收端利用縱波直探頭在檢測(cè)區(qū)域進(jìn)行逐點(diǎn)采集信號(hào)，將示波器連入電腦方便批量化處理,。最后將所有采集信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換轉(zhuǎn)化到頻域,，定性表征彎曲波聚焦的規(guī)律，并與仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,。

　　由兩個(gè)透鏡結(jié)合的板用于聚焦入射彎曲波的示意圖：

　?。╝）透鏡的示意圖；（b）底板的理論模型,。

　　矩形鋁板和實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),，該矩形鋁板由兩個(gè)布置在角落的透鏡制成。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

　　彎曲波聚焦現(xiàn)象非常明顯,，實(shí)際聚焦位置（0.101m,0）與理論設(shè)計(jì)值（0.1m,0）非常吻合,。聚焦尺寸在x和y方向上分別是1.92cm和1.40cm，相當(dāng)于0.57λ和0.42λ,。Y方向上的聚焦尺寸小于半波長(zhǎng),，這表明它屬于亞波長(zhǎng)聚焦。

　　FFT后接收電壓的平方：（a）理論聚焦位置附近,；（b）當(dāng)y＝0時(shí)沿著x方向,；（c）當(dāng)x＝0.101m時(shí)沿著y方向。

　　ATA-2022B高壓放大器：

　　西安安泰電子是專業(yè)從事功率放大器,、高壓放大器,、功率信號(hào)源、前置微小信號(hào)放大器,、高精度電壓源,、高精度電流源等電子測(cè)量?jī)x器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè),，為用戶提供具有競(jìng)爭(zhēng)力的測(cè)試方案,。Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商,，樣機(jī)都支持免費(fèi)試用,。