[发明专利]一种操控方法及声镊装置

说明书

本申请公开了一种操控方法及声镊装置。第一声波是处于第一目标位置的声源发射的，并且在第一声波经过非均匀介质到达换能器阵列组件后，对换能器阵列组件采集的声波信号以时间反演方法进行了校正。由于以时间反演方法对声波信号进行了校正，因此根据校正后的声波信号来激励换能器阵列组件发射第二声波，第二声波能够在经过非均匀介质后形成了预期的捕捉目标对象的声场，精准地聚焦在第一目标位置。从而，有利于捕捉目标对象。本申请技术方案可以校正声波传播过程中因介质的非均匀带来的衰减和畸变，从而降低了非均匀介质中对目标对象的操控难度，提升操控成功率。

技术领域

本申请涉及声操控技术领域，特别是涉及一种操控方法及声镊装置。

背景技术

声镊可以通过在微粒上施加声辐射力来操控微粒。相比于光镊，声镊在单位输入能量下的辐射力远大于光镊。光速通常比声速大五个数量级，辐射力与强度除以波速的比值成正比，因此，相同强度下，声镊比起光镊具有更大的辐射力。进而，声镊可在更低的能量下捕捉相同尺寸的微粒，减少对微粒造成损伤的危险或者在相同能量下捕捉更大尺寸的微粒。例如，声镊可以实现对厘米级别粒子的操控。

应用声镊技术时，时常面对的环境较为复杂，需要捕捉和操控的目标对象处在非均匀介质中。在复杂环境中介质的非均匀使得声波传播时会产生衰减和畸变，很难在指定位置形成预期的声场。因此，导致非均匀介质中目标对象的操控难度提升，常无法成功操控目标对象。如何实现非均匀介质中的声操控已经成为本领域急需解决的技术问题。

发明内容

基于上述问题，本申请提供了一种操控方法及声镊装置，以降低声操控的难度，提升操控的成功率。

本申请实施例公开了如下技术方案：

第一方面，本申请提供一种操控方法，包括：

获得第一目标位置的声源发射的第一声波经过非均匀介质到达换能器阵列组件后，所述换能器阵列组件采集的声波信号；

根据时间反演方法对所述声波信号进行校正，得到校正后的声波信号；

将所述校正后的声波信号发送给电子系统，以使所述电子系统根据所述校正后的声波信号激励所述换能器阵列组件发射第二声波；所述第二声波用于在经过所述非均匀介质后于所述第一目标位置聚焦；所述电子系统与所述换能器阵列组件电连接，所述电子系统的通道与所述换能器阵列组件的阵元一一对应。

可选地，所述根据时间反演方法对所述声波信号进行校正，得到校正后的声波信号，具体包括：

根据时间反演方法对所述声波信号的相位和幅度分别进行校正，得到校正后的声波信号。

可选地，根据时间反演方法对所述声波信号的相位和幅度分别进行校正，得到校正后的声波信号，具体包括：

按照以下公式对所述换能器阵列组件中第i个阵元采集的声波信号P_i(t)进行相位校正：

R_i(t)＝P_i(T-t)；

所述T为所述声波信号P_i(t)的总时间长度，所述R_i(t)为所述声波信号P_i(t)经过相位校正后的声波信号；

按照以下公式对所述R_i(t)进行幅度校正：

R_i’(t)＝R_i(t)*A_max/A_i；