음향현미경(초음파현미경)은 잘 알려진 의료용 초음파 검사와 동일한 작동 원리를 기반으로 합니다. 즉, 프로브가 관심 영역을 가로질러(커플링 유체 내에서) 이동됩니다. 조사 중인 ‘물체’를 침해하지 않고 내부를 보여주는 이미지가 등장한다.
음향현미경의 핵심은 프로브(=변환기, 스피커와 마이크가 일체형)입니다. 전기 신호를 음향 신호로 변환합니다. 음파는 결합 유체(보통 물)에 의해 집중되어 샘플로 전달됩니다. 초음파는 샘플과 상호 작용합니다. 한 부분은 변환기로 다시 반사되고 다른 부분은 투과됩니다.

기본적으로 초음파 이미징에는 2가지 방법이 있습니다. 대부분의 경우 “Pulse-Echo” 모드가 사용됩니다. 반사된 음파의 진폭, 위상, 비행 시간을 분석하여 픽셀별 이미지 정보를 생성합니다. 이 모드는 하나의 변환기로 작동합니다.
이 모드의 대응 부분은 “전송 모드”(=Throgh Scan Mode)입니다. 이 과정에서 샘플 아래의 두 번째 변환기는 음파의 전송된 부분을 수신합니다. 이렇게 전송된 신호는 음향 스캔 이미지의 기반이 됩니다.

두 가지 방법(펄스 에코 및 투과 모드)에서 검사된 샘플은 픽셀 단위, 라인 단위로 스캔됩니다. 변환기의 움직임은 소위 스캐너라고 불리는 xy 기계에 의해 실현됩니다.
샘플 검사 시간은 샘플 크기와 선택한 해상도에 따라 다르며 몇 초에서 몇 분까지 지속될 수 있습니다.
변환기의 기능(주파수 및 초점 거리)은 애플리케이션에 맞춰 조정되어야 합니다.
이러한 이유로 엄청난 수의 변환기가 있습니다. 고품질 카메라에 사용되는 개체의 다양성과 비슷합니다.

올바른 변환기를 선택하려면 몇 가지 사항을 고려해야 합니다. 주파수가 높고 초점 거리가 짧은 변환기는 침투 깊이에 비해 높은 해상도를 생성합니다.
각 용도에 맞는 올바른 변환기를 선택하는 것은 매우 중요합니다. 선호하는 해상도와 침투 깊이 사이의 일치를 찾아야 합니다.
음향 이미지에서 대비는 어떻게 생성됩니까?
초음파에는 빛 대신 전파 매체가 필요합니다. 매체 밀도가 높을수록 음파가 더 잘 확장될 수 있습니다. 이는 일상 생활에서도 인식할 수 있습니다. 공기(비교적 “가벼운” 매체)에서 초음파는 느리게 확장될 수 있으며 그리 멀지 않습니다. 예를 들어, 건물 내 시끄러운 음악은 2~3개의 방에서만 들을 수 있습니다. 밀도가 높은 소재가 소리를 훨씬 더 잘 전달했습니다. 예를 들어, 금속 파이프는 우수한 소리를 전달합니다. 파이프 끝에 있는 히터는 “시끄러운 스피커”에 사용됩니다.

음파 음향 현미경은 물리적인 상황을 활용합니다. 변환기를 떠난 후 초음파는 결합 매체(일반적으로 물)에 의해 샘플로 전달됩니다. 샘플 내부에서는 초음파 신호의 진폭, 위상 및 경과 시간에 영향을 미치는 다양한 재료와 주변 영역에 부딪칩니다. 음파 음향 현미경의 평가 장치는 이러한 부분적으로 가장 낮은 변화를 인식하고 이 정보를 바탕으로 이미지를 생성합니다.
요약하자면, 초음파는 이동하는 매체의 변화와 불균일성에 매우 민감하게 반응합니다. 주로 밀도와 탄성의 차이가 언급됩니다.