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Light Diffraction Tomography Applied to the Investigation of Ultrasonic Fields. Part II: Standing Waves

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In a previous paper light diffraction tomography was applied to the investigation of propagating ultrasonic waves in liquids [1]. The measurement technique used can also be transferred in a modified version to the determination of the sound pressure and phase distribution in an ultrasonic resonator. The range of validity of the method presented is restricted to the low MHz frequency region and Raman-Nath parameters up to v ≈ 1·6. The experimental results show the high efficiency of this technique which also enables detailed insight to be gained into the transient behaviour of standing waves. Compared with other measurement techniques the main advantages of this optical method, however, are its high spatial resolution and the avoidance of disturbing retroactions within the resonator.

Zusammenfassung

In einer früheren Arbeit wurde das Verfahren der beugungsoptischen Tomographie auf die Untersuchung fortschreitender Ultraschallwellen in Flüssigkeiten angewandt [1]. Die dort verwendete Meßtechnik kann in einer modifizierten Version auch auf die Bestimmung der Schalldruck- und Phasenverteilung in einem Ultraschallresonator übertragen werden. Dabei ist der Gültigkeitsbereich der beschriebenen Methode auf den unteren MHz-Frequenzbereich und Raman-Nath-Parameter bis v ≈ 1,6 beschränkt. Die experimentellen Ergebnisse verdeutlichen die große Leistungsfähigkeit des Verfahrens, das auch einen detaillierten Einblick in das Einschwingverhalten stehender Wellen ermöglicht. Verglichen mit anderen Meßverfahren sind die wesentlichen Vorteile dieser optischen Methode ihre hohe räumliche Auflösung und die Vermeidung störender Rückwirkungen im Resonator.

Sommaire

Dans un article précédent, la tomographie de diffraction optique avait été appliquée à l'observation dans l'eau d'ondes ultrasonores purement progressives. Cette nouvelle technique de mesure peut s'étendre, moyennant les modifications adéquates, à la détermination de la pression acoustique et de la distribution des phases dans un résonateur ultrasonique. Le domaine de validité de la méthode proposée est toutefois restreint à la région basse des MHz et aux paramètres de Raman-Nath ne dépassant pas v ≈1,6. Les résultats expérimentaux montrent l'efficacité élevée de la technique proposée, qui fournit aussi des détails nouveaux sur le comportement transitoire des ondes stationnaires. Une comparaison avec les autres techniques de mesure fait ressortir les avantages essentiels de la méthode optique, qui sont le haut pouvoir de résolution spatiale et l'absence de rétroactions perturbatrices avec le résonateur.
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Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 1987

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  • Acta Acustica united with Acustica, published together with the European Acoustics Association (EAA), is an international, peer-reviewed journal on acoustics. It publishes original articles on all subjects in the field of acoustics, such as general linear acoustics, nonlinear acoustics, macrosonics, flow acoustics, atmospheric sound, underwater sound, ultrasonics, physical acoustics, structural acoustics, noise control, active control, environmental noise, building acoustics, room acoustics, acoustic materials, acoustic signal processing, computational and numerical acoustics, hearing, audiology and psychoacoustics, speech, musical acoustics, electroacoustics, auditory quality of systems. It reports on original scientific research in acoustics and on engineering applications. The journal considers scientific papers, technical and applied papers, book reviews, short communications, doctoral thesis abstracts, etc. In irregular intervals also special issues and review articles are published.
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