JPH01254859A - Ultrasonic microscope - Google Patents

Ultrasonic microscope

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JPH01254859A
JPH01254859A JP63082528A JP8252888A JPH01254859A JP H01254859 A JPH01254859 A JP H01254859A JP 63082528 A JP63082528 A JP 63082528A JP 8252888 A JP8252888 A JP 8252888A JP H01254859 A JPH01254859 A JP H01254859A
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JP
Japan
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sample
transducer
ultrasonic transducer
waves
wave
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Application number
JP63082528A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaki Tokioka
正樹 時岡
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make the constitution of the title microscope simpler and inexpensive and, at the same time, to improve the measuring speed of the microscope by suppressing multiple reflection of radio waves in a ultrasonic transducer for reception by obliquely cutting the end face of the transducer and inclining the obliquely cut end face against the plane perpendicular to its central axis. CONSTITUTION:A focusing ultrasonic transducer 16 for transmission which excites leakage surface acoustic waves on the surface of a sample 6 and a planar supersonic transducer 22 for reception which is provided in an inclined state at a prescribed angle against the surface of the sample 6 and receives leakage radiation waves from the leakage surface acoustic waves propagated on the surface of the sample 6 are provided. The end face of the transducer 22 on the sample 6 side is obliquely cut and inclined against the plane perpendicular to its central axis. Therefore, radio waves received by the transducer 22 do not cause multiple reflection in the transducer 22 and only the radio waves returning from the sample 6 are obtained as the output. As a result, a high-frequency oscillator 23 can be used as the signal source instead of a high-frequency pulse oscillator and the relation between the inclined angle of the transducer 22 and its output can be drawn by using an XY plotter 21.

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】 この発明は、物質の弾性的な性質を計測1する超音波顕
微鏡に関する。 【従来の技術】 近年、光や電子ビームに代わって数十MHz以上の超音
波を利用した超音波顕微鏡が開発されている。そのうち
、機械走査型反射型超音波顕微鏡は、1つあるいは2つ
の集束超音波トランスジューサを用い、物質の各点にお
ける弾性的性質の差異等によって生じる超音波の反射波
を利用して画像を得たり、物質の微視的部分の弾性的性
質を定量的に計測したりするものである。 第5図は、従来の機械走査型反射型超音波顕微鏡の一例
をブロック図で示したものである。第5図において、高
周波パルス発振器1で発生したパルス変調波は、サーキ
ュレータ2を経て集束超音波トランスジューサ3により
集束超音波ビームとなり、音波伝搬液体4を介して試料
保持台5上の試料6に照射される。試料保持台5は、X
Y力方向移動装置7によって、図示X及びY方向に移動
される。XY方向移動装置7は、走査制御回路8によっ
て制御される。試料保持台5を移動させる代わりに、集
束超音波トランスジューサ3をXY力方向移動させるこ
ともできる。 試料6によって反射された反射波は、再び集束超音波ト
ランスジューサ3で集音されて電気信号に変換され、サ
ーキュレータ2を経て表示装置9に供給され、超音波顕
微鏡像が得られる。 次に、試料表面上の音速を測定するための構成を第6図
に示す。第6図においては、Z方向移動装置10によっ
て、試料保持台5上に載置された試料6を集束超音波ト
ランスジューサ3に近づくように移動させながらがら、
集束超音波トランスジューサ3の出力をオシロスコープ
11で観察するようになっている。集束超音波トランス
ジューサ3の出力を図示Z方向の移動距離に対して記録
すると、第7図に示すような曲線が得られる。この曲線
は、V (Z)曲線と呼ばれている。 第7図のV (Z)曲線が得られる原理を第8図に示1
゜第8図において、試料6はその表面を集束超音波トラ
ンスジューサ3に近づけた配置になっており、集束超音
波トランスジューサ3から照射した超音波のうち試料表
面から戻ってくる成分は、2軸(第6図)近傍からの反
射波(以下、垂直反射波と呼ぶ。)12と、臨界角δで
入射した超音波13によって励振された漏洩弾性表面波
の再放射波(以下、漏洩放射波と呼ぶ。)14だけであ
る。この2つの成分の干渉によってV (Z)曲線が得
られる。 第5図に示した構成で画像を表示する場合、試料6の表
面を焦点面から集束超音波トランスジューサ3に少し近
づけた状態で測定することにより高いコントラストが得
られるが、これは第7図に示したV (Z)曲線の特性
を利用しているためである。 次に、漏洩放射波14を第9図で説明する。試料表面に
物質固有の角度、すなわち、臨界角δで入射した超音波
13は、エネルギを音波伝搬液体4中に放出しながら試
料表面を伝搬する漏洩弾性表面波15を励振する。放出
されるエネルギは具体的には縦波の音波であり、漏洩放
射波14と呼ばれ、第9図に示すように超音波13の入
射角に対して線対称な方向、すなわち臨界角δの方向に
伝搬していく。そして、第8図に示すように、集束超音
波トランスジューサ3からのビーム中心に対し入射位置
と対称な位置から放出された漏洩放射波14の成分のみ
が集音される。つまり、入射超音波13がモード変換し
、表面波として試料表面を伝搬したのちに再び縦波音波
に変換したものが集音されるわけで、この漏洩放射波1
4の成分は試料表面の弾性的性質の変化によって著しく
位相変化を生じたり、減衰したりする。 したがって、漏洩放射波14と垂直反射波12(第8図
)の成分の干渉によって得られるV (Z)曲線の周期
性は、物質表面の弾性的性質に依存し、第13図に示し
た周期ΔZを測定することにより、物質の漏洩弾性表面
波15の音速を計算により求めることができる。この周
期ΔZと音速の関係は、近似的に次式で与えられる。 is、 Z = V L / (2f (1cosθ)
)θ= 5in−’(Vr/ Vハ ここで、■、は音波伝搬液体4の縦波音速、V、は漏洩
弾性表面波15の音速、fは使用超音波周波数である。 しかし、これらの方法では以下に示すような問題点があ
る。 (1)  垂直反射波12の成分が、漏洩放射波14と
干渉させるのに十分な強度が得られない場合がある。試
料が層状構造や高分子材料、生体組織などの場合である
。この場合、画像のコントラストは低下し、V (Z)
曲線も周期性を示さない。 (2)  V(Z)曲線の周期ΔZから漏洩弾性表面波
の音速を求めるような従来の方法では、複数の漏洩弾性
波モードが存在する試料ではV (Z)曲線の波形に乱
れが生じ、フーリエ変換などの波形解析手法を用いない
と、漏洩弾性表面波の音速を測定することができない。 (3)高周波パルス発振器で発生させるパルス変調波の
パルス幅は、干渉させるためには長い方がよいが、その
パルス幅には集束超音波トランスジューサ内で生じる不
要のエコー等からの分離上制限が生じ、そのため使用す
るパルス幅で所要の干渉効果が生じない場合がある。 そこで、試料表面に漏洩弾性表面波を励振するだめの送
波用集束超音波トランスジューサと分離して、前記漏洩
弾性表面波からの漏洩放射波を受波する受波用超音波ト
ランスジューサを設け、かつこの受波用超音波トランス
ジューサは、所定の放射角の漏洩放射波のみを選択的に
検出できるように、試料表面に対して所定の角度に傾斜
させて配置したものが提案されている。 第10図は、そのような超音波Bm鏡を示すブロック図
で、受波用超音波トランスジューサとして平面型を用い
たものである。第10図において、高周波パルス発振器
lからの電気信号は、送波用集束超音波トランスジュー
サ16により集束超音波ビームとなり、音波伝搬液体4
を介して試料6に照射され、試料6の表面に漏洩弾性表
面波を励振する。漏洩弾性表面波から再放射される漏洩
放射波は物質固有の角度で放射され、その方向で伝搬し
て受波用平面超音波トランスジューサ17に到達する。 受波用平面超音波トランスジューサ17は、傾斜角制御
装置19によって制御される傾斜角可変装置18によっ
て試料面に対する角度が変化させられる。 受波用平面超音波トランスジューサ17の端面が漏洩放
射波の仏殿方向に対して垂直になる傾斜角のときに、受
波用平面超音波トランスジューサ17の出力はピークを
示す。受波用平面超音波トランスジューサ17の出力は
、高周波増幅検波器20を経て、傾斜角制御装置19か
らの傾斜信号と同時にXYプロッタ21に送られる。出
力がピークを示すときの傾斜角θは物質によって固有の
値であり、そのときの傾斜角θから次式により漏洩弾性
表面波の音速■、が求まる。 V(=V、X5inθ 第11図は、受波用平面超音波トランスジューサ17の
傾斜角θを固定し、試料保持台5を図示XY力方向走査
して超音波画像を得るための構成を示すものである。受
波用平面超音波トランスジューサ17は、出力がピーク
を示す傾斜角θで配置されている。試料6を固定した試
料保持台5は、XY移動装置7によってX及びY方向に
移動される。XY移動装置7は走査制御回路8によって
制御される。 高周波増幅検波器20からの出力は、走査制?’f1回
路8からの位置情報信号と同期させて表示装置9に送ら
れ画像が得られる。試料6が均質で表面凹凸などのない
ものであれば、超音波ビームを試料表面上で走査しても
受波用平面超音波トランスジューサ17の出力に変化は
現れない。しかし、表面や表面下近傍に亀裂や欠陥が存
在する試料では、その箇所で音波のしよう乱や散乱が生
じ出力が落ちる。さらに、試料が多結晶で粒界の存在す
るものや、結晶粒ごとに結晶面や弾性的性質が変化して
いるものでも同様であり、これらの受波用平面超音波ト
ランスジューサ17の出力変化によって、高いコントラ
ストの画像を得ることができる。 第10図及び第11図では受波用超音波トランスジュー
サとして平面型を用いているが、受波用に直線状集束超
音波トランスジューサを用いても同様の効果が得られる
。 ′ 【発明が解決しようとする課H] ところが、上に述べた従来の超音波顕微鏡では、信号源
として高周波パルス発信器を用いる必要がある。それは
、受波用平面超音波トランスジューサあるいは受波用直
線状集束超音波トランスジューサ内での音波の多重反射
による不要信号を高周波信号(バースト波)を信号源と
して用いることによって時間的に分離する必要があるた
めである。 しかしながら、高周波パルス信号を用いることは、次に
示すような問題点を伴う。 (1)高周波パルス信号を発生増幅するための高性能の
機器が必要となるために、装置自体が大型で高価になる
。 (2)画像を撮ったり、傾斜角に対する出力曲線を描か
せる場合、1つのパルスに1つの情報(画素など)しか
得られないため、測定時間を多く必要とする。 この発明は、受波用超音波トランスジューサ内での多重
反射による不要信号を機械的に抑制することによって構
成を簡単かつ安価とし、また高速で測定できる超音波顕
微鏡を提供することを目的とするものである。 【問題点を解決するための手段】 上記目的を達成するために、この発明超音波顕微ttl
は、試料表面に漏洩弾性表面波を励振させる送波用集束
超音波トランスジューサと、前記試料表面に対して所定
の角度で傾斜して配置されこの試料表面を伝搬する前記
漏洩弾性表面波からの漏洩放射波を受波する受波用平面
超音波トランスジューサあるいは受波用直線状集束超音
波トランスジューサとを備え、前記受波用平面超音波ト
ランスジューサあるいは受波用直線状集束超音波トラン
スジューサはその試料側端面が中心軸に垂直な而に対し
て傾斜しているものとする。 【作 用】 受波用超音波トランスジューサの端面を斜めにカントし
、その端面を超音波トランスジューサの中心軸に垂直な
面に対して傾斜させることにより、超音波トランスジュ
ーサ内部での音波の多重反射が抑制される。 【実施例】 以下、第1図〜第4図に基づいてこの発明の詳細な説明
する。なお、従来例と同一部分には同一の符号を付は説
明を省略する。 第1図は、この発明の実施例をブロック図で示したもの
である。第1図において、受波用平面超音波トランスジ
ューサ22は、試料側端面が斜めにカットされ、その端
面ば図示の通り中心軸に垂直な面に対して傾斜している
。そのために、受波用平面超音波トランスジューサ22
に受波された音波は、内部での多重反射がな(なり、試
料6から戻って来る音波のみが出力として得られる。そ
の結果、信号源に高周波パルス発信器ではなく高周波発
信器23を用いることができ、これにより短時間で受波
用平面超音波トランスジューサ22の傾斜角と出力の関
係の曲線をXYブロック21に描かせることができる。 また、高周波発信器23を信号源として用いるために、
高周波増幅検波器20も帯域の狭いものが使用でき、上
記高周波発信器23の使用とあいまって、構成が簡単で
安価となる。 第2図は、送波用集束超音波トランスジューサ]6と受
波用平面超音波トランスジューサ22の配置を拡大して
示したものである。試料6の表面は、送波用集束超音波
トランスジューサ16の焦点位置か、それよりもレンズ
に近づけて配置されている。また、受波用平面超音波ト
ランスジューサ22は、ある程度の表面波伝播路長りだ
け入射超音波スポットから離れた位置に検出傾域Aが来
るように配置されている。受波用平面超音波トランスジ
ューサ22を矢印P方向に回転させて傾斜角θを変化さ
せる際に、表面波伝播路長りが変化しないように、回転
中心Rと回転軸24が定められている。 第3図は、画像を得るための実施例である。この構成に
おいても同様に、高周波発信器23を信号源として用い
ることが可能となり、回路構成が簡単になるとともに、
表示装置9で画像を得るための時間を短縮できる。 第4図は、受波用に直線状集束超音波トランスジューサ
25を用いた場合の例を示すものである。 この場合も、直線状集束超音波トランスジューサ25の
試料側端面ば斜めにカットされている。第4図において
、試料表面は図示XY平面に、また送波用集束超音波ト
ランスジューサ16の中心軸はYZ平面に含まれるよう
になっている。受波用直線状集束超音波トランスジュー
サ25は、その集束方向をX方向に合わせ、この集束方
向に直角な平面(YZ平面)内で試料表面に対して所定
の角度で傾斜している。その際、前記集束方向に直角な
平面と試料表面が交わる線26上に、送波用集束超音波
トランスジューサ16のビームスポット27が含まれる
ようになっている。 【発明の効果】 この発明は、受波用平面超音波トランスジューサあるい
は受波用直線状集束超音波トランスジューサの試料側端
面を中心軸に直角な平面に対して傾斜させたので、受波
用超音波トランスジューサ内部での音波の多重反射を抑
制することができ、高速な測定が行え、かつ安価な超音
波顕微鏡を実現することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an ultrasonic microscope for measuring the elastic properties of substances. BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, ultrasound microscopes have been developed that utilize ultrasonic waves of several tens of MHz or more instead of light or electron beams. Among these, mechanical scanning reflection ultrasound microscopes use one or two focused ultrasound transducers to obtain images by utilizing reflected ultrasound waves caused by differences in elastic properties at each point of a material. , to quantitatively measure the elastic properties of microscopic parts of materials. FIG. 5 is a block diagram showing an example of a conventional mechanical scanning reflection type ultrasound microscope. In FIG. 5, a pulse modulated wave generated by a high-frequency pulse oscillator 1 passes through a circulator 2, becomes a focused ultrasonic beam by a focused ultrasonic transducer 3, and is irradiated onto a sample 6 on a sample holder 5 via a sound wave propagation liquid 4. be done. The sample holding table 5 is
It is moved in the X and Y directions shown in the figure by the Y force direction moving device 7. The XY direction moving device 7 is controlled by a scanning control circuit 8. Instead of moving the sample holding table 5, the focused ultrasonic transducer 3 can also be moved in the XY force directions. The reflected wave reflected by the sample 6 is again collected by the focused ultrasonic transducer 3, converted into an electric signal, and supplied to the display device 9 via the circulator 2 to obtain an ultrasonic microscope image. Next, FIG. 6 shows a configuration for measuring the sound velocity on the sample surface. In FIG. 6, while moving the sample 6 placed on the sample holding table 5 closer to the focused ultrasonic transducer 3 by the Z-direction moving device 10,
The output of the focused ultrasonic transducer 3 is observed with an oscilloscope 11. When the output of the focused ultrasound transducer 3 is recorded with respect to the moving distance in the Z direction shown in the figure, a curve as shown in FIG. 7 is obtained. This curve is called the V(Z) curve. Figure 8 shows the principle by which the V (Z) curve in Figure 7 is obtained.
゜ In Fig. 8, the sample 6 is arranged so that its surface is close to the focused ultrasonic transducer 3, and the component of the ultrasonic waves irradiated from the focused ultrasonic transducer 3 that returns from the sample surface is oriented along two axes ( Figure 6) Reflected waves from the vicinity (hereinafter referred to as vertical reflected waves) 12 and re-radiated waves of leaky surface acoustic waves excited by the ultrasonic waves 13 incident at the critical angle δ (hereinafter referred to as leaky radiated waves). ) Only 14. The V (Z) curve is obtained by the interference of these two components. When displaying an image with the configuration shown in Figure 5, high contrast can be obtained by measuring the surface of the sample 6 slightly closer to the focused ultrasound transducer 3 from the focal plane, but this is shown in Figure 7. This is because the characteristics of the V (Z) curve shown are utilized. Next, the leakage radiation wave 14 will be explained with reference to FIG. The ultrasonic wave 13 that is incident on the sample surface at an angle specific to the substance, that is, at a critical angle δ, excites a leaky surface acoustic wave 15 that propagates on the sample surface while releasing energy into the sound wave propagation liquid 4 . Specifically, the emitted energy is a longitudinal sound wave, called a leakage radiation wave 14, and as shown in FIG. It propagates in the direction. As shown in FIG. 8, only the component of the leakage radiation wave 14 emitted from a position symmetrical to the incident position with respect to the beam center from the focused ultrasonic transducer 3 is collected. In other words, the incident ultrasonic wave 13 undergoes mode conversion, propagates on the sample surface as a surface wave, and then is converted back into a longitudinal sound wave and is collected.
Component 4 causes a significant phase change or is attenuated due to changes in the elastic properties of the sample surface. Therefore, the periodicity of the V (Z) curve obtained by the interference of the components of the leakage radiation wave 14 and the vertically reflected wave 12 (FIG. 8) depends on the elastic properties of the material surface, and the periodicity shown in FIG. By measuring ΔZ, the sound speed of the leaky surface acoustic wave 15 of the substance can be calculated. The relationship between this period ΔZ and the speed of sound is approximately given by the following equation. is, Z = V L / (2f (1cosθ)
) θ = 5in-' (Vr/Vc) where ■, is the longitudinal sound velocity of the sound wave propagation liquid 4, V is the sound velocity of the leaky surface acoustic wave 15, and f is the used ultrasonic frequency. However, these This method has the following problems: (1) The component of the vertically reflected wave 12 may not have sufficient intensity to interfere with the leaky radiation wave 14. This is the case for materials, biological tissues, etc. In this case, the contrast of the image decreases and V (Z)
The curve also shows no periodicity. (2) In the conventional method of determining the sound velocity of a leaky surface acoustic wave from the period ΔZ of the V(Z) curve, in a sample where multiple leaky acoustic wave modes exist, the waveform of the V(Z) curve is disturbed; The sound speed of leaky surface acoustic waves cannot be measured without using waveform analysis techniques such as Fourier transform. (3) The pulse width of the pulse modulated wave generated by the high-frequency pulse oscillator should be long in order to cause interference, but there is a limit to the pulse width in order to separate it from unnecessary echoes generated within the focused ultrasound transducer. , so that the pulse width used may not produce the desired interference effect. Therefore, a receiving ultrasonic transducer for receiving leaky radiation waves from the leaky surface acoustic waves is provided separately from a focused ultrasonic transducer for transmitting waves that excites leaky surface acoustic waves on the sample surface, and This receiving ultrasonic transducer has been proposed to be arranged so as to be inclined at a predetermined angle with respect to the sample surface so that it can selectively detect only leaked radiation waves at a predetermined radiation angle. FIG. 10 is a block diagram showing such an ultrasonic Bm mirror, which uses a flat type as an ultrasonic transducer for receiving waves. In FIG. 10, an electric signal from a high-frequency pulse oscillator l becomes a focused ultrasound beam by a focused ultrasound transducer 16 for transmitting waves, and a sound wave propagating liquid 4
The sample 6 is irradiated through the sample 6, and a leaky surface acoustic wave is excited on the surface of the sample 6. The leakage radiation wave re-radiated from the leakage surface acoustic wave is radiated at an angle specific to the material, propagates in that direction, and reaches the wave-receiving planar ultrasonic transducer 17. The angle of the receiving planar ultrasonic transducer 17 with respect to the sample surface is changed by a tilt angle variable device 18 that is controlled by a tilt angle controller 19 . When the end face of the receiving planar ultrasonic transducer 17 has an inclination angle that is perpendicular to the direction of the temple of the leaked radiation wave, the output of the receiving planar ultrasonic transducer 17 shows a peak. The output of the receiving planar ultrasonic transducer 17 passes through a high frequency amplification detector 20 and is sent to an XY plotter 21 at the same time as the tilt signal from the tilt angle control device 19. The inclination angle θ at which the output reaches its peak is a value unique to each material, and the sound velocity (2) of the leaky surface acoustic wave can be determined from the inclination angle θ at that time using the following equation. V (=V, The receiving planar ultrasonic transducer 17 is arranged at an inclination angle θ where the output peaks.The sample holding table 5 on which the sample 6 is fixed is moved in the X and Y directions by the XY moving device 7. The XY moving device 7 is controlled by a scanning control circuit 8. The output from the high frequency amplification detector 20 is sent to the display device 9 in synchronization with the position information signal from the scanning system?'f1 circuit 8, and an image is displayed. If the sample 6 is homogeneous and has no surface irregularities, there will be no change in the output of the receiving planar ultrasonic transducer 17 even if the ultrasonic beam is scanned over the sample surface. If a sample has cracks or defects near the subsurface, the sound waves will be disturbed or scattered at that location, resulting in a drop in output.Furthermore, if the sample is polycrystalline and has grain boundaries, or if each crystal grain has a crystal plane or The same applies to those whose elastic properties have changed, and images with high contrast can be obtained by changing the output of the planar ultrasonic transducer 17 for receiving waves. Although a planar type ultrasonic transducer is used, the same effect can be obtained by using a linear focused ultrasonic transducer for wave reception.' [Problem H that the invention seeks to solve] However, as mentioned above, Conventional ultrasound microscopes require the use of a high-frequency pulse transmitter as a signal source.This eliminates unnecessary signals due to multiple reflections of sound waves within the receiving plane ultrasound transducer or the receiving linear focused ultrasound transducer. This is because it is necessary to separate temporally by using a high frequency signal (burst wave) as a signal source. However, using a high frequency pulse signal involves the following problems: (1) High frequency pulse Since high-performance equipment is required to generate and amplify the signal, the equipment itself is large and expensive. (2) When taking images or drawing output curves against tilt angles, one pulse Since only one piece of information (pixels, etc.) can be obtained, a long measurement time is required.This invention has a simple configuration by mechanically suppressing unnecessary signals caused by multiple reflections within the receiving ultrasonic transducer. The object of the present invention is to provide an ultrasonic microscope that is inexpensive and capable of high-speed measurement.
The system includes a focused ultrasonic transducer for transmitting waves that excites leaky surface acoustic waves on the sample surface, and a focused ultrasonic transducer for transmitting waves that excites leaky surface acoustic waves on the sample surface, and a focused ultrasonic transducer that is arranged at a predetermined angle with respect to the sample surface to excite leakage from the leaky surface acoustic waves that propagates on the sample surface. A planar ultrasonic transducer for receiving radiation or a linear focused ultrasonic transducer for receiving radiation is provided. Suppose that is inclined with respect to the axis perpendicular to the central axis. [Function] By canting the end face of the ultrasonic transducer for receiving waves diagonally and making the end face inclined with respect to the plane perpendicular to the central axis of the ultrasonic transducer, multiple reflections of sound waves inside the ultrasonic transducer are prevented. suppressed. [Example] The present invention will be described in detail below based on FIGS. 1 to 4. Note that the same parts as those in the conventional example are denoted by the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted. FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of the invention. In FIG. 1, the receiving planar ultrasonic transducer 22 has an end face on the sample side cut obliquely, and the end face is inclined with respect to a plane perpendicular to the central axis as shown. For this purpose, a receiving planar ultrasonic transducer 22
The sound waves received at This allows the XY block 21 to draw a curve of the relationship between the inclination angle and the output of the planar ultrasonic transducer 22 for wave reception in a short time. ,
The high frequency amplification detector 20 can also be used with a narrow band, and together with the use of the high frequency oscillator 23, the configuration becomes simple and inexpensive. FIG. 2 is an enlarged view of the arrangement of the focused ultrasonic transducer 6 for transmitting waves and the planar ultrasonic transducer 22 for receiving waves. The surface of the sample 6 is placed at the focal point of the focused ultrasonic transducer 16 for transmitting waves or closer to the lens. Further, the receiving planar ultrasonic transducer 22 is arranged so that the detection tilt area A is located at a position away from the incident ultrasonic spot by a certain surface wave propagation path length. The rotation center R and the rotation axis 24 are determined so that the length of the surface wave propagation path does not change when the wave receiving planar ultrasonic transducer 22 is rotated in the direction of arrow P to change the inclination angle θ. FIG. 3 is an example for obtaining an image. In this configuration as well, the high frequency oscillator 23 can be used as a signal source, which simplifies the circuit configuration and
The time required to obtain an image on the display device 9 can be shortened. FIG. 4 shows an example in which a linear focused ultrasonic transducer 25 is used for wave reception. In this case as well, the end surface of the linear focused ultrasonic transducer 25 on the sample side is cut obliquely. In FIG. 4, the sample surface is included in the illustrated XY plane, and the central axis of the focused ultrasonic transducer 16 for transmitting waves is included in the YZ plane. The receiving linear focused ultrasonic transducer 25 has its focusing direction aligned with the X direction, and is inclined at a predetermined angle with respect to the sample surface in a plane (YZ plane) perpendicular to the focusing direction. At this time, a beam spot 27 of the focused ultrasonic transducer 16 for transmitting waves is included on a line 26 where a plane perpendicular to the focusing direction and the sample surface intersect. Effects of the Invention According to the present invention, the sample-side end surface of the planar ultrasonic transducer for receiving waves or the linear focused ultrasonic transducer for receiving waves is inclined with respect to the plane perpendicular to the central axis. Multiple reflections of sound waves inside the transducer can be suppressed, high-speed measurement can be performed, and an inexpensive ultrasonic microscope can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の実施例の構成を示すブロック図、第
2図は第1図における送波用超音波トランスジューサ及
び受波用超音波トランスジューサの拡大配置図、第3図
はこの発明の別の実施例の構成を示すブロック図、第4
図は受波用に直線状集束超音波トランスジューサを用い
た場合の送波用超音波トランスジューサ及び受波用超音
波トランスジューサの拡大配置図、第5図は第1の従来
例の構成を示すブロック図、第6図は第2の従来例の構
成を示すブロック図、第7図はV (Z)曲線を示す線
図、第8図はV (Z)曲線が得られる原理を示す説明
図、第9図は第8図における漏洩放射波を示す説明図、
第10図は第3の従来例の構成を示すブロック図、第1
1図は第4の従来例の構成を示すブロック図である。 6:試料、16:送波用集束超音波トランスジューサ、
22:受波用平面超音波トランスジューサ、25:受波
用直線状超音波トランスジューサ。 第3図 第7図 第8図 第9図
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged layout diagram of the transmitting ultrasonic transducer and the receiving ultrasonic transducer in FIG. A block diagram showing the configuration of an embodiment of
The figure is an enlarged layout diagram of a transmitting ultrasonic transducer and a receiving ultrasonic transducer when a linear focused ultrasonic transducer is used for receiving waves, and FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the first conventional example. , FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the second conventional example, FIG. 7 is a diagram showing the V (Z) curve, FIG. 8 is an explanatory diagram showing the principle of obtaining the V (Z) curve, and FIG. Figure 9 is an explanatory diagram showing the leakage radiation waves in Figure 8;
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the third conventional example;
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a fourth conventional example. 6: Sample, 16: Focused ultrasonic transducer for wave transmission,
22: Planar ultrasonic transducer for receiving waves, 25: Linear ultrasonic transducer for receiving waves. Figure 3 Figure 7 Figure 8 Figure 9

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1)試料表面に漏洩弾性表面波を励振させる送波用集束
超音波トランスジューサと、前記試料表面に対して所定
の角度で傾斜して配置されこの試料表面を伝搬する前記
漏洩弾性表面波からの漏洩放射波を受波する受波用平面
超音波トランスジューサあるいは受波用直線状集束超音
波トランスジューサとを備え、前記受波用平面超音波ト
ランスジューサあるいは受波用直線状集束超音波トラン
スジューサはその試料側端面が中心軸に垂直な面に対し
て傾斜していることを特徴とする超音波顕微鏡。
1) A focused ultrasonic transducer for transmitting waves that excites leaky surface acoustic waves on the sample surface, and leakage from the leaky surface acoustic waves that are arranged at a predetermined angle with respect to the sample surface and propagate on the sample surface. A planar ultrasonic transducer for receiving radiation or a linear focused ultrasonic transducer for receiving radiation is provided. An ultrasonic microscope characterized in that the plane is inclined with respect to a plane perpendicular to the central axis.
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