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超聲波探頭是一種常用于醫學、工業及科學研究等領域的儀器，其工作原理是利用超聲波在不同介質中傳播的特性來實現波束的發射和接收。下面將詳細介紹超聲波探頭的工作原理。
超聲波是指頻率高于人類聽力范圍（20kHz）的聲波。在超聲波探頭中，聲波由一個晶體發射器產生，并通過聲學透鏡和衰減體等組件進行聚焦和調制，然后通過介質中的傳播達到目標物體，然后通過同一個探頭接收回來的反射信號。
首先，超聲波探頭中的發射器使用壓電晶體或熱電晶體等材料制成，工作時通過外加電壓產生機械振動。這種振動會導致晶體發生應力變化，將電能轉化為聲能，并形成一系列頻率高、振幅小的聲波。
其次，超聲波在傳播過程中所遇到的障礙物會引起波的反射、散射和衍射現象。當超聲波遇到目標物體邊界表面時，部分能量會被反射回來。超聲波探頭中的接收器會將反射回來的聲波轉化為電能，并將其傳輸到電路中進行信號處理。
超聲波探頭中常用的接收器是由發射器材料相似的壓電晶體制成。當收到超聲波的干擾波時，晶體會受到機械應力的作用，產生應變，從而改變晶體的電壓。接收器通過電壓的變化來測量反射信號的振幅和頻率，然后將其轉化為數字信號。
除了發射器和接收器，超聲波探頭中還包含了聲學透鏡和衰減體等組件，以進一步調節波束的形狀和能量分布。聲學透鏡的作用類似于光學透鏡，可以聚焦超聲波，提高信號的強度和清晰度。衰減體則用于減弱超聲波的能量，以避免由于過強的信號引起的畫面產生偽影和干擾等問題。
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