3D-печать избавила звуковидение от нагромождения датчиков

Звуковидение — метод получения трехмерных изображений на поверхности жидкости или в воздухе с помощью акустических волн. Как правило, с этой целью используется ультразвук: за счет быстрого затухания и малой длины волны он позволяет создавать широкоапертурные приемники. Метод может применяться в гидролокации, интроскопии, дефектоскопии и других областях.

Современные способы звуковидения предполагают использование аппаратного комплекса из электроакустических преобразователей — вибродатчиков. В ходе работы эти устройства преобразуют звуковое давление от волн разной длины в эквивалентные электрические сигналы. При этом изображение воссоздается на целевой поверхности в виде ряби, различимой под определенным углом.

В новом исследовании ученые использовали в качестве преобразователя только один вибродатчик. С помощью компьютерного моделирования авторы создали рельеф (силуэт белого голубя мира), распечатали его на пластмассовой пластине длиной 5 сантиметров и разместили ее на датчике. Длина испускаемой волны при этом также варьировалась локально, но в зависимости от рельефа пластины.

Затем датчик с пластиной помещались в жидкость. Испускаемые звуковые поля  формировали на поверхности рябь нужной формы. По словам ученых, недостатком технологии является статичность рельефа, что затрудняет динамическое построение на его основе нескольких голограмм. Решить проблему может печать деталей, рассчитанных на параллельное кодирование волн разной частоты.

К преимуществам метода авторы отнесли дешевизну и масштабируемость. Отмечается, что он, помимо прочего, может найти применение в медицинской диагностике. Так, звуковидение лежит в основе всех ультразвуковых исследований (УЗИ) внутренних органов. Кроме того, явление используется в подводных исследованиях, например, для поиска затонувших предметов.