英国科学家利用激光制造特定超声场

光声透镜

该研究小组利用光脉冲解决了这个问题。更具体地说，他（她）们利用光声效应，将调制光或者激光脉冲的部分能量转化成声能。研究人员解释到，如果激光脉冲照射到合适形状的物体上，得到的声场将会是多焦点的，具有紧密的特定结构超声波。

首先研究人员设计了一个盘状的靶材料，盘上不同位置的垂直深度不同，利用激光脉冲产生特殊的声场需要周期性地调制这个深度。这就成了一种光声透镜——一个块状的不规则表面，光作为输入信号，从而产生特定结构的声场。接着他（她）们开发出一套数值算法，将用户设想的3D声场作为输入信息，计算得到产生这种声场所需的光声透镜的表面物理结构。

“7”字形声场

该小组用这个算法得到了产生“7”字形声场的样品表面轮廓。然后利用高分辨率聚合物喷射3D打印机制作出刚性的近乎透明的光声透镜，接着在其表面喷涂上吸光聚合物材料。

接下来他们把透镜放置在水面上，用1064nm的YAG调Q激光器发出的6nm宽激光脉冲照射在透镜表面。脉冲通过样品产生一定形状的声场，并通过水传播到位于水底的传感器。结果表明激发产生的声场结构和模型预设的声场结构极为相似——用声音写出“7”的形状。

文章第一作者UCL的博士生Michael Brown表示该技术还需要进一步精确，特别是针对不同的光源。例如调制光源比脉冲激光要更有利于产生精细的声场。不过他预计这项技术将有广阔的应用前景，特别是在操控生物细胞和其它微粒方面。他说，“类似的单焦点器件已经被用于劈裂细胞团和药物输送，我们的工作将会在这方面得到应用。”