超声成像技术能够利用不同的声学参量,生成不同的声学图像。本文将聚焦换能器应用到超声成像技术之中,利用其声场特性以改善检测性能,提高了超声技术的成像质量。具体的理论和实验研究内容如下:(1)研究了检测超声换能器的基本理论,分析了非聚焦与聚焦换能器的声场特性及其对超声检测的影响,发现聚焦换能器的声场特性有利于改善检测性能。(2)对于超声透射CT技术,分析了弧形线聚焦换能器的焦域切片尺寸与换能器几何尺寸的关系,及其对CT检测的影响。本文设计并搭建了检测系统,以等角扇形束的扫描方式获取投影数据,并利用FBP和LSQR两种算法进行图像重建,对比发现LSQR算法通用性更强,成像质量更好。实验结果表明,利用弧形线聚焦换能器并结合LSQR算法对目标进行超声CT检测,能够取得较好的成像结果,检测分辨力可达毫米级。(3)对于超声散射成像技术,研究了一种利用球壳点聚焦阵列换能器进行目标体散射成像的方法。球壳聚焦阵列中的部分阵元发射聚焦声波,声波作用于目标后产生散射,回波被余下的阵元所接收,阵列中的发射阵元和接收阵元随机选择,以达到抑制旁瓣的作用。借助三维自动扫描检测系统,可获得聚焦波束沿被测物体表面的散射回波强度,从而实现对目标的成像。通过计算机仿真,证明上述方法能够有效降低波束的旁瓣,同时减小主瓣宽度。实验结果表明,该方法具有亚毫米级的成像分辨力,能够获得较高对比度的成像结果。