2.4.1. ПРИМЕНЕНИЕ ЛИНЗ
Преобразование плоского волнового фронта в сходящийся можно осуществить с помощью акустической линзы. Обычно такая линза изготавливается из твердого материала, скорость распространения ультразвука в котором, как правило, превышает ее значения в водоподобных средах (иногда также используются
Рис. 2.11. Чертеж, поясняющий действие акустической линзы.
жидкостные линзы, в которых жидкая среда заключена между двумя тонкими искривленными мембранами). Поэтому твердотельные линзы имеют плосковогнутую форму (рис. 2.11). Если вогнутая поверхность линзы является сферической, то при малых относительных отверстиях преобразованный линзой волновой фронт также можно считать сферическим. В известной мере данный случай эквивалентен рассмотренному ранее случаю преобразователей со сферически-искривленными поверхностями, если эквивалентный радиус кривизны определяется в приближении геометрической акустики на основе закона Снелля по формуле
где 
отношение скоростей звука в рабочей среде и материале линзы.
В гл. 9 на примере сканирующих акустических микроскопов будет показано, что при заданном относительном отверстии линзы величина сферической аберрации будет снижаться при уменьшении 
Этот вывод нетрудно понять из физических соображений, если учесть, что при все более высоких значениях 
кривизна преобразованного линзой волнового фронта стремится к кривизне вогнутой сферической поверхности линзы (в работе [11] проведен более строгий анализ этого вопроса). К сожалению, требование малых значений 
противоречит требованию отсутствия внутренних переотражений, т. е. критерию хорошего акустического согласования с рабочей средой. При высоких значениях 
такое согласование могло бы быть обеспечено за счет соответственно малой плотности материала линзы, однако реальных материалов с требуемой комбинацией указанных параметров просто не существует. Отчасти эта проблема решается, если материал линзы обладает заметным
затуханием звука. Однако высокое затухание приводит к возникновению новых проблем, связанных либо с потерей чувствительности в диагностических системах, либо с нагреванием и возможностью расплавления самой линзы при использовании мощного ультразвука. Как компромиссное решение, во многих практических приложениях для изготовления контактирующих с водой линз используется полистирол, обладающий поперечными связями между полимерными цепями. Иногда также применяется полиметилметакрилат, характеризующийся несколько более высоким значением скорости звука и значительно большим коэффициентом поглощения по сравнению с полистиролом. Подробный анализ возможностей фокусировки с помощью линз проведен в работах [2, 11, 14]. В работах [36] представлено сравнение полей импульсных акустических излучателей, имеющих различную форму и параметры фокусировки.
