守屋 正¹, 胡 智強¹, 田川 憲男¹, 入江 喬介²

Tadashi MORIYA¹, Zhiqiang HU¹, Norio TAGAWA¹, Takasuke IRIE²

¹東京都立大学工学研究科・電気工学専攻, ²マイクロソニック株式会社

¹Department of Electrical Engineering Tokyo Metropolitan University Graduate School of Engineering, ²Microsonic Company, Ltd

キーワード : flexible ultrasonic transmission line, fused quartz fiber, intraductal ultrasonography, ultrasonic therapy

超音波伝送用の可撓性伝送線路の開発及び石英ファイバー中に超音波を励起するための一連の実験的研究を行った. 直径125 μmの石英ファイバーの表面にカーボン及びアルミニウムの保護層を有する伝送線路を用いて, 伝搬速度, 減衰定数及び力学的強度の試験を行った. 伝搬速度は公知の理論値とよく一致することが分かった. 減衰定数は保護層により変化し, 15 MHzにおいてカーボンコート層70 nmで約4.6 dB/m,アルミニウムコート層3μmの場合で約8.3 dB/mであった. 曲げ強度は3μmのアルミニウム保護層を用いた場合, 直径8 mmの円柱に巻ける程度の柔軟性を有することが分かった. またエネルギー伝送への応用を想定し大口径の振動子とファイバーとの高効率な結合方法を提示した. 振動子と石英ファイバーの間に急峻なテーパ形状の石英棒を用いることにより, ファイバー中に超音波を効率よく励起できることを確認した.

We conducted a series of experiments to develop and excite ultrasonic waves in flexible acoustic transmission lines. Fused quartz fibers 125 亮m in diameter coated with a thin layer of carbon or aluminum were used to measure propagation velocity, attenuation constant, and mechanical properties. The propagation velocities for the transmission lines were consistent with the theoretical values. At 15 MHz, the attenuation constant for each line ranged from 8.3 dB/m for the line coated with aluminum (3 亮m) to 4.6 dB/m for the line coated with carbon (70 nm). The line coated with aluminum can be wound on a rod 8 mm in diameter. We obtained promising results with steep tapered fused quartz for use in exciting high-intensity ultrasonic waves in transmission lines.