JPS6150060A

JPS6150060A - 極低温音響顕微鏡方法及び装置

Info

Publication number: JPS6150060A
Application number: JP60102506A
Authority: JP
Inventors: カルヴイン　エフ　クワート; ジヨン　フオスター; ダニエル　ラガー
Original assignee: Leland Stanford Junior University
Current assignee: Leland Stanford Junior University
Priority date: 1984-05-14
Filing date: 1985-05-14
Publication date: 1986-03-12
Also published as: US4567767A; CA1240785A; EP0162638A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、一般的には、音響顕微鏡の分野に関するもの
であり、特に、トランスジューサ、サンプル及びパルス
結合装置を非常に低い温度に冷却し音響波を使用してサ
ンプルの像形成を行なう方法及び装置に関するものであ
る。

従来の技術及びその問題点アプライド・フィジックス・レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ
　　Ｐｈｙｓｉｃｓ　　Ｌｅｔｔｅｒｓ）の１９７４年
２月１５日号の頁１６３ｆｆにおけるレモンズ（Ｌｅｍ
ｏｎｓ）及びクラエイト（Ｑｕａｔｅ）による「アコー
スチック・マイクロスコープ・スキャンニング・バージ
ョン（Ａｃｏｕｓｔｉｃ　　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、Ｓ
ｃａｎｎｉｎｇ　　Ｖｅｒｓｉｏｎ）Ｊ　と題する論文
に開示されて以来、又は、コンプフェナー（Ｋｏｍｐｆ
ｎｅｒ）、：１ドロー　（Ｃｈｏｄｏｒｏｗ）及びレモ
ンズ（Ｌｅｍｏｎｓ）へ付与された米国特許第４゜０１
２．９５０号に開示されているように、音響顕微鏡は、
非常に高い解像度の顕微鏡手段として良く知られてきた
。一般的にいって、音響像形式は、第１の段階として、
代表的にはマイクロ波周波数領域における１つ以上の無
線周波数信号を発生する。これらの信号は、電気的トラ
ンスジューサへ伝送され、その電気的トランスジューサ
は、音響伝ばん媒体における規準ビームの形の短波長の
体積音響波を発生する。各音響ビームは、音響レンズへ
伝送される。この音響レンズは、像形成すべきサンプル
を配置している焦点へビームを鋭く収束させる。サンプ
ル自体内又は隣接媒体内にて入射音響エネルギーの非直
線性の作用が生じて、加えられた周波数とは異なる周波
数が発生されたり、加えた周波数の振巾が変化する。そ
の後、この反射出力音響エネルギーは検出され電気的信
号に変換され、オシロスコープ又はその他の手段へ送ら
れ、そのサンプルの光学的像が表示される。

しかしながら、このような音響顕微鏡の解像度は、現在
のところでは、音響波長及びレンズとサンプルとの間の
結合流体によって制限されている。

従って、本発明の目的は、非常に高い周波数、従って、
従来使用されていたより短い波長で動作しつるような改
良された音響顕微鏡を提供することである。

音響顕微鏡に室温流体を使用するよりは、トランスジュ
ーサ及びサンプルを冷却する媒体として低温流体を使用
すると低音響速度及び低音響減衰という２つの効果が得
られることが見出されている。液体窒素、アルゴン及び
ヘリウムが使用されている。しかしながら、液体ヘリウ
ムは、非常に低い温度でその音響減衰が零に近いので、
高解像音響顕微鏡のための流体として最終的なものとな
ってきている。

本発明の目的は、レンズ及びサンプルを冷却するために
低温流体を使用して音響顕微鏡の周波数特性を最適化す
ることである。

エリツク・ニー・アッシュ（Ｅ　ｒ　ｉ　ｃ　　Ａ。

Ａｓｈ）及びシー・アール・ヒル（Ｃ，Ｒ，Ｈｉｌｌ）
によって編集され１９８２年にプランハム・パブリッシ
ング・コーポレーション（Ｐｌａｎｈａｍ　　Ｐｕｂｌ
ｉｓｈｉｎｇ　　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）によって発
行された「アコースチック・イメージング（ＡＣＯＵＳ
ＴＩＣＩＭＡＧＩＮＧ）Ｊと題する書物、１２巻におけ
るデー・ラガー　（Ｄ、Ｒｕｇａｒ）、ジェイ・ニス・
フォスタ（Ｊ、Ｓ、Ｆｏｓｔｅｒ）及びジェイ・バイザ
ーマン（Ｊ　、　Ｈｅ　ｉ　ｓ　ｅ　ｒｍａ　ｎ）によ
る「アコースチック°マイクロコピー・アト・テンパラ
チャー・し：ｘ、−ザン−０，２’　Ｋ　（ＡＣＯＵＳ
ＴＩＣＭＩＣＲＯ８ＣＯＰＹ　　ＡＴ　　ＴＥＭＰＥＲ
ＡＴＵＲＥＳ　　ＬＥＳ、Ｓ　　ＴＨＡＮ　　Ｏ，２’
　Ｋ）Ｊと題する論文には、２．６ＧＨｚまでの顕微鏡
動作周波数を可能とするための音響顕微鏡スキャナ及び
適当な低温流体について開示されている６しかし、顕微
鏡の周波数がこれらのギガヘルツのレベルまで増大する
と、装置のＳ／Ｎ比の制約が基本的な問題として介在し
てくる。

本発明の目的は、少なくとも４．２ＧＨｚのヘリウム音
響顕微鏡の動作周波数を達成することであり、また、別
の目的は、顕微鏡の動作周波数を８ＧＨｚまで可能とし
て、許容しうるＳＮ比レベルに２２００人の横方向解像
度を得ることである。

本発明においてＳＮ比の問題は、ＩＥＥＥトランザクシ
ョンズ・マイクロウェーブ・セオリー・チック（ＩＥＥ
Ｅ　　ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓＭｉｃｒｏｗａｖｅ　
　Ｔｈｅｏｒｙ　　Ｔｅｃｈ、）２８．１０４１　（１
９８０）においてニス・ウェインレブ（Ｓ、Ｗｅｉｎｒ
ｅｂ）によって以前に開示された低ノイズ増巾器を適用
することによって減ぜられる。このＩＥＥＥトランザク
ション・マイクロウェーブ・セオリー・チックには、２
０°Ｋの如き低い温度にて動作する天文学において使用
するＦＥＴ増巾器が開示されている。本発明においては
、この増巾器の動作温度は、より低いものとされ、この
増巾器は、音響顕微鏡の音響トランスジューサからの出
力回路に結合される。更−にＳＮ比を高めシステムの入
力パワーを維持するために、室温構成部分を使用して基
本的動作周波数（少なくとも４．２ＧＨｚ、８ＧＨｚま
で）に加えられる高周波パルス列を発生するのに既知の
パルス圧縮技術が使用される。このパルス列は、低ノイ
ズ増巾器とトランスジューサとの間の方向性結合器とし
て作用する超冷却伝送線に近接したワイヤに通される。

この超冷却伝送線を使用することにより、トランスジュ
ーサを駆動する入力パルス周波数の損失を非常に低くす
ることができる。

その上、トランスジューサから増巾器への出力周波数は
、損失を最少とし、ＳＮ比を最適化するのにこの同じ超
冷却伝送線を介して結合される。

既知の低温音響顕微鏡の更に別の改良点としては、トラ
ンスジューサは、レンズ外に落ちる音響波によるパワー
損失を最少とし且つレンズ開口によって音響場を適当に
一様に分布させて電気的パワーと音響的パワーとの間の
変換効率を最大とするように設計されている。

既知の音響トランスジューサでは、トランスジューサの
半径は１通常、レンズ開口の半径の２から３倍である。

本発明によるトランスジューサにおいては、トランスジ
ューサの半径は、開口とはゾ同じサイズであり、すなわ
ち、約１２５μｍである。澗くべきことに、トランスジ
ューサのこのようなサイズは、これらの非常に高い周波
数でレンズ開口からの場を受信するのに最も効率的であ
ることが見出された。この場は、トランスジューサの頂
部表面に頂部電極を使用することによって発生される。

この頂部層電極の厚さは、システムの効率の点で重要な
ものであることが見出され、贅くべきことに、２０００
人（半波）厚の電極は少なくとも４ＧＨＺ、８　Ｇ　Ｈ
ｚもの高い周波数で最適な変換効率を与えることが見出
された。

既知の低温音響顕微鏡の更に別の制約は、サンプルの頂
部表面の像形成しか効果的に行なえないということであ
る。従って、本発明の目的は、サンプルの表面より下の
像形成を効果的に行なえる手段を提供することである。

この目的は、像形成を行ないながら低温冷却サンプルを
加熱することによって達成される。好ましい実施例では
、像形成する表面とは反対の側のサンプル表面を加熱す
る。また別の方法では、サンプルは、集積回路をターン
オンすることによって自己加熱されてもよい。どちらの
場合にも、放射熱は、そのサンプルから低温流体へと伝
達されるどき音響波となって、入来音響波を実効的に変
調する。これらの温度では表面の下の空所は実効的に真
空であるから、熱又は音響波は、このような空所の存在
によって実効的に変更され、従って、反射放射を分析す
ることによって明らかとされる。熱又は音響波は、表面
下の材料欠陥及び変化によって実効的に変更される。

実施例次に、添付図面に基づいて本発明の実施例について本発
明をより詳細に発明する。

第１図に示された機械的に走査される音響顕微鏡２は、
音響レンズ４からの音響を反射サンプル６へ結合するた
め流体低温媒体を利用している６音響レンズからの音響
波は、第１図に全体的に示す室温電子装置を使用して発
生される。発生される信号は、少なくとも４ＧＨＺを超
え、好ましくは８ＧＨｚであって、超電導方向性結合器
１０を通して整合回路、［８を介してレンズへ結合され
る。

結合器１０は、出力信号を増巾するための低ノイズ増巾
器１２と共に、極低温まで冷却される。このようにして
、レンズ及びサンプルを０．２’　Ｋよりも低い温度ま
で、好ましくは０．１°Ｋまで冷却し、増巾器及び方向
性結合器を約４．２°Ｋよりも高くない温度まで冷却す
ることにより、この顕微鏡は、４．２ＧＨｚ以上にて反
射モードで効果的に動作することができ、８ＧＨｚの好
ましい周波数で有効に動作することが実証されている。

好ましい実施例では、この顕微鏡は、ＨＦ２−ＨＥ４希
釈冷凍機によって冷却される６音響レンズ４は、機械的
位置決め器に取り付けられている。この機械的位置決め
器は、前述の「アコースチカル・イメージング（ＡＣＯ
ＵＳＴＩＣＡＬＩＭＡＧＩＮＧ）Ｊと題する書物の部分
に詳述されているように像を形成するためレンズをラス
クパターンにて並進させる。

レンズ自体は、電気的パワーと音響的パワーとの間の変
換効率を最大とし、音響場がレンズ開口１６全体に亘っ
て適当に一様に分布し音響波がレンズ外に落ちることに
よるパワー損失が最少となるような特別な構造のもので
ある。本発明に使用されるトランスジューサは、８　Ｇ
　Ｈｚの領域の周波数に特に有用である。音響像形式の
ための既知のトランスジューサでは、そのトランスジュ
ーサ半径は１通常、レンズ開口の半径の２から３倍であ
り、これが、これら２つの半径間の妥協点である。こ＼
で、トランスジューサ２０の半径は、開口１６とはゾ同
じサイズ、すなわち、約１２５μｍに選定されている。

従って、これらトランスジューサによるレンズ表面の音
響場分布は、比較的に一様でなく、より一様な照射を与
えるようなより大きなサイズのトランスジューサは使用
されえない、何故ならば、サイズが増すにつれて効率が
よくなくなるからである。

８ＧＨｚのあたりの周波数では、交換効率及び帯域中を
決定する２つの臨界的トランスジューサパラメータは、
全頂部電極２２の厚さと、トランスジューサ２０の半径
とである。代表的なトランスジューサの横断面を第２図
に示している。種々な頂部電極厚さに対する周波数の関
数としてのトランスジューサの放射抵抗の変化を第３図
に示している。第３図は、明らかに、２０００人厚さの
電極の８　Ｇ　Ｈｚシステムの有効性を実証している。

トランスジューサの設計においては、頂部電極２２が実
行的にトランスジューサにロードしその共振周波を変化
させることを考慮しなければならない。このローディン
グの効果を最少とするため、電極厚さを音響波長に対し
て非常に薄くするか又は半波長の何倍かとしたい。金は
、３．２１ｋ　ｍ　／　ｓの音響速度を有しており、従
って、低周波に通常使用される５００から１０００人厚
頂部電極は、８ＧＨｚで１／８から１／４波長厚さであ
ろう。頂部電極を５００人よりも相当に薄くすることは
実際的でなくなる。何故ならば、フィルムが薄くなる程
抵抗損が増大するからである。第３図は、頂部電極にて
音響共鳴の生ずるために音響帯域中が小さくなるとして
も、８ＧＨｚで最適な変換効率を得るためには２０００
人（半波）厚電極が使用されるべきであることを実証し
ている。

また計算したところによれば、１２５μｍ又はそれより
大きなトランスジューサは、それより大きなトランスジ
ューサに比較して非常に小さな放射抵抗及びリアクタン
スを与える。この設計において最後に考慮しなければな
らないことは、トランスジューサはレンズ開口１６を照
射するに十分な大きさでなければならないが効率が減じ
てしまう程に大きくてはならないということである。

これらの考慮の結果として、４　Ｇ　Ｈｚより高い周波
数、特に、８ＧＨｚで特に有効なトランスジューサの構
造が開発されたのである。

また、この顕微鏡のノイズ性能にとって重要なのは、音
響トランスジューサからのマイクロ波信号を増巾し検出
するシステム１４である。方向性結合器としても機能す
る超電導同軸伝送線１゜は、トランスジューサ４を、冷
凍機の同じ４．２にヘリウム浴に配置された２段低ノイ
ズヒ化ガリウム電界効果トランジスタ前置増巾器に接続
する。

この同軸伝送線を同じ４．２°Ｋ環境に配置することに
より、レンズからの検出信号を増巾器１２へ転送するこ
とのできる極低損失結合器とすることができる。

第１図の他の部分に示され後述する室温中間周波増巾器
によって決定される受信システム帯域中は２０　Ｍ　Ｈ
ｚである。送信されるＲＦパルスは、室温構成部分によ
って発生され、低温環境内に配置された方向性結合器３
０によってトランスジューサに接続する同軸伝送線に結
合される。特に。

７．８ＧＨｚ出力を有する局部発振器と結合された２　
０　Ｍ　Ｈｚ発生器は、低損失伝送線１０に近接して配
置されたワイヤを通して伝送される８ＧＨｚ信号を与え
る。このようにして、レンズを駆動するマイクロ波信号
は、伝送線に誘導的に結合される。このような結合を使
用することによって、送信システムからの室温熱ノイズ
が受信システムのノイズ性能を低下させないようにする
ことができる。

第１図の室温電子装置を参照するに、これらの装置は、
システム帯域中を実効的に決定するＲＦレベル信号を発
生し受信する。詳述するに、短パルス発生器４０は、約
１ナノ秒の持続時間として示された比較的に短いパルス
を発生する。この短パルスは、フィルタ４２にでろ波さ
れ、分散フィルタ４４へ通される。公知の型の分散フィ
ルタは、その短パルスを受けてそれを時間の関数として
実効的に周波数コード化されたより長い持続時間のパル
スとする。こぎで注目すべきことは、周波数発生器にお
ける分散フィルタ４４Ａ及び周波数受信器における分散
フィルタ４４Ｂは、互いに実効的に鏡像関係とされてお
り、周波数受信器の部分の分散フィルタが送信部分にお
ける分散フィルタによって加えられるコード化を認識す
るようなものとされている。その２００　Ｍ　Ｈｚ　（
’３号は。

局部発振器４６の出力と混合されて、所望の８ＧＨｚ送
信周波数を与える。それから、この信号は再び増巾され
、可変減衰４８にて必要に応じて減衰される。音響トラ
ンスジューサを駆動するのに使用される８　Ｇ　Ｈｚ信
号の持続時間は１時間ゲート５０によって決定され、例
えば、トランスジューサが４マイクロ秒の開駆動される
べきであるならば、反射の受信に対して４マイクロ秒の
スペースがマスクパルス駆動器５２によって与えられる
。

このパルス駆動器は、また、元の短パルス発生器、信号
出力線における時間ゲート５４、並びにトランスジュー
サからの反射信号の情報内容を保持するサンプルホール
ド装置５６を駆動する。この８Ｇ　Ｈｚ信号は、それか
ら、帯域フィルタ６０に通され、そこで、所望の８ＧＨ
ｚ周波数でなくまた８ＧＨｚ周波数に非常に近くない信
号をろ波する。

この帯域フィルタの出力は、極低温部分にて前述したよ
うに低損失方向性結合器１０に結合され、整合回路網及
びトランスジューサに伝送される。

８ＧＨｚ信号を伝送するワイヤを終端してトランスジュ
ーサに結合する線の抵抗と整合させ且つ８ＧＨｚ信号の
不必要な反射を防止するのに５０Ωの抵抗が設けられる
。

８　Ｇ　Ｈｚ信号は、レンズへ伝送され、レンズは励振
されてサンプル６へ平面波を発信する６反射がレンズで
受信され超電導同軸線１０を介して超冷却された低ノイ
ズ増巾器へ通される。超電導同軸伝送線は、信号をトラ
ンスジューサ、で搬送しサンプル６の表面についての実
際の情報内容を含む反射信号を低ノイズ増巾器へ戻す機
能をするので、その同軸伝送線の構造は、このシステム
の実効性能に関して重要である。

サンプルからの反射は、帯域フィルタ７０を通し更に時
間ゲート５４に通されて局部発振器７２にて混合され再
び２００ＭＨｚの差信号を与える。分散フィルタは、そ
の長パルスを実効的にデユードして、それを、約２０ナ
ノ秒として示される短パルスに変換し戻す、この短パル
スは、信号の情報内容を実効的に含んでいる。このコー
ド化技術を使用することにより、このシステムが送信シ
ステムにおいて小振巾、長持続時間のパルスを使用でき
、そのパルスを受信システムにて高振巾。

短持続時間パルスに変換できるようになる。このことは
、トランスジューサを駆動するのに使用される入力パワ
ーに制限があるので、重要である。

分散フィルターの出力は、所望のように減衰され、増巾
され、顕微鏡が走査するサンプルの表面の完全画像が得
られるようにビデオ表示装置に表示するのに記憶される
。

二方向性結合器を使用することは、このような適用分野
においては最も普通に３ポートサーキユレータが使用さ
れているので、意味のある変更である。この種の装置で
は、その入力は、３つの−ボートのうちの１つに加えら
れ、次のポートへ伝送され、そこで、トランスジューサ
を駆動するように送信される６戻り反射は、同じサーキ
ュレータポートにて受信され、入力パルスと同じ方向に
再び次の、すなわち第３のボートへ伝送され、そこで、
適当なデコード回路へ加えられる。このようなサーキュ
レータは、低ノイズ超冷却増巾器への入力に必ず使用さ
れねばならないような極低温度では有効に動作しない。

本発明の更に別の効果的な実施例では、被検査中のサン
プルを加熱すると、この低温雰囲気中でも表面下の情報
を検出することができることがわかった。このような低
温検出システムでは、反射のすべてがサンプルの表面か
ら直接に生じており、すなわち、表面上侵入はすこしし
がなく又は全くなく、そして、表面下を検査するため表
面よす下の点にレンズの焦点を結ぶことはできないこと
が知られている。これまでのすべての実験では、サンプ
ル表面６からずれたところでの反射はこの低温状態にお
いて実効的に完全であることが実証された。検査中のサ
ンプルの背面にヒータ８０を配置することにより、実際
に音響波がその装置を通過して入来音響波を変調する音
響波としてその表面から出ていくことが見出されている
。例えば。

集積回路をターンオンすることによってその装置自体を
加熱するならば同じ効果が得られる。これらの温度での
熱波は、トランスジューサの開口１６から出るコヒーレ
ントな音響波とは違って、インコヒーレントな音である
。従って、その音響波がクリスタルを通して進行すると
き、もし、その音響波がその装置中の、例えば孔、ディ
ボット又は欠陥のような欠陥部にぶつかるならば、その
進行路がさえぎられる。何故ならば、これらの温度では
、このような孔又は欠陥部はインコヒーレントな音響波
を散乱させてしまうからである。従って、開口の方に向
ってくる音響波はサンプルのすべてのむくの領域にて検
出されるが、例えば、内部孔が存在するならば、その音
響波の進行はさまたげられ、被検査装置の頂面から音響
波は出てこない。熟源からの入来音響波及びトランスジ
ューサからのコヒーレント波は検査中の表面６の上方で
出会うので、それらは、互いに実効的に散乱させあって
しまい、反射され音響顕微鏡システムにて検出される信
号の強度が減少されてしまう。その正味の効果は、音響
フォノンの散乱であり、これにより、トランスジューサ
４によって送信されるコヒーレントな平面音響波が形成
される。それらは、検査中の表面６からのヒータフォノ
ンによって散乱される。ヒータ波が表面から出る事実は
、ＫＡＰＩＴＺＡ変態として知られるものの結果である
。この変態は、高周波音響が表面を通過することを述べ
ており、このような高周波音響はヒータ８０を用いて容
易に発生されることが確認されている。

本発明のその他の変形態様は、本明ａ８を読んだ当業者
には明らかとなろう。従って、本発明の範囲は、前述し
た好ましい実施例に限定されるべきでなく、特許請求の
範囲の記載によって限定されるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の音響顕微鏡を形成する室温回路及び超
冷却回路の両者並びにトランスジューサ及びサンプルを
示す概略図、第２図は本発明に特に有用なトランスジュ
ーサの断面図、第３図はトランスジューサの選択を最適
化するのに使用される種々な頂部電極厚さに対する周波
数の関係としてのトランスジューサ放射抵抗の変化を表
わすグラフを示す図である。２・・・音響顕微鏡、４・・・音響レンズ、６・・・サ
ンプル、８・・・整合回路。１０・・・方向性結合器、１２・・・低ノイズ増巾器、
１６・・・レンズ開口、２ｏ・・・トランスジューサ（
酸化亜鉛（λ／４））、２１・・・金ワイヤ、２２・・
・全頂部電極、２３・・・全対向電極、２４・・・サブ
ァイヤロッド、３０・・・方向性結合器、４２・・・高
域フィルタ、４４Ａ、４４Ｂ・・・分散フィルタ、４６
・・・局部発振器、４８・・・可変減衰器、５ｏ・・・
時間ゲート、５２・・・マスタパルス駆動器。５４・・・時間ゲート、５６・・・サンプルホールド装
置、６０・・・帯域フィルタ、７ｏ・・・帯域フィルタ
、７２・・・局部発振器、８ｏ・・・ヒータ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）４ＧＨ＿Ｚよりも高い像形成周波数で音響ビーム
を使用してサンプルの音響的像形成をする方法において
、高周波数パルス列を発生し、前記サンプルを非常に低
い温度まで冷却し、非常に低い温度の雰囲気にて方向性
結合器を介して前記サンプルの像形成をするためのトラ
ンスジューサへ前記パルスを結合し、前記低い温度雰囲
気にて増巾器へ前記方向性結合器を介して前記サンプル
から反射される音響エネルギーを検出し、前記検出され
たエネルギーを電気的出力信号に変換することを特徴と
する方法。
（２）前記方向性結合器は、４．２°Ｋより高くない温
度まで冷却される特許請求の範囲第（１）項記載の方法
。
（３）前記二方向性結合器及び増巾器は、約４．２°Ｋ
よりも高くない温度まで冷却される特許請求の範囲第（
１）項記載の方法。
（４）前記高周波数パルスは、室温に維持された構成部
分によって発生される特許請求の範囲第（３）項記載の
方法。
（５）前記二方向性結合器は、超電導伝送線からなる特
許請求の範囲第（４）項記載の方法。
（６）前記パルス列は、冷却領域内の前記伝送線へ誘導
によって結合される特許請求の範囲第（５）項記載の方
法。
（７）前記サンプルは、前記像形成段階中に加熱される
特許請求の範囲第（６）項記載の方法。
（８）前記熱は、前記音響波の入射側とは反対の側にて
前記サンプルへ加えられる特許請求の範囲第（７）項記
載の方法。
（９）高周波数音響エネルギーでサンプルの像形成をす
る音響トランスジューサと、少なくとも４ＧＨ＿Ｚの周
波数で前記音響トランジューサを駆動する手段と、前記
像形成手段及びサンプルを０．２°により低くない温度
まで冷却する手段と、増巾器及び前記トランスジューサ
と前記増巾器との間の結合器を含む前記サンプルからの
反射音響エネルギーを受信する手段と、前記増巾器及び
結合器を冷却する手段とを備えることを特徴とする音響
像形成装置。
（１０）前記駆動手段は、短パルス発生器及び前記入力
周波数をコード化する分散フィルタを含んでおり、前記
受信手段は、分散フィルタ及び前記反射音響エネルギー
をデュードする検出器を含む特許請求の範囲第（９）項
記載の装置。
（１１）前記方向性結合器は、０．２°により高くない
温度まで冷却される特許請求の範囲第（９）項記載の装
置。
（１２）前記方向性結合器及び増巾器は、４．２°によ
り高くない温度まで冷却される特許請求の範囲第（９）
項記載の装置。
（１３）前記分散フィルタ及びパルス発生器並びに検出
器はほゞ室温に維持される特許請求の範囲第（１２）項
記載の装置。
（１４）前記二方向性結合器は、超電導伝送線からなる
特許請求の範囲第（１１）項記載の装置。
（１５）前記駆動手段は、前記音響トランスジューサ駆
動周波数を前記伝送線へ誘導的に結合する手段を含む特
許請求の範囲第（１４）項記載の装置。
（１６）音響像形成中前記冷却サンプルを加熱する手段
を含む特許請求の範囲第（１５）項記載の装置。
（１７）前記加熱手段は、前記サンプルの前記音響的像
形成表面と反対の表面を加熱する特許請求の範囲第（１
６）項記載の装置。
（１８）前記トランスジューサは、約２０００Å厚さの
駆動電極を有する特許請求の範囲第（１７）項記載の装
置。
（１９）前記トランスジューサは、約１２５ｍｍの半径
の放射開口を有する特許請求の範囲第（１８）項記載の
装置。