實驗名稱：基于Mie散射對氣泡塌縮速度的測量

實驗原理：單泡聲致發(fā)光對液體類型、氣體種類、液體介質中的氣體濃度、液體溫度、驅動頻率等因素非常敏感，若有一種因素超出了發(fā)光的參數范圍，即使諧振腔內存在著一個穩(wěn)定的駐波場也很難使得氣泡在諧振腔內產生發(fā)光現象。

圖：單泡聲致發(fā)光的實驗裝置示意圖

實驗過程：在裝滿有液體介質中的諧振腔內部形成一個穩(wěn)定的駐波場，然后向此諧振腔里注射氣泡,使得氣泡能夠穩(wěn)定的存在于此駐波場中的波腹處，氣泡在此處隨著聲驅動頻率嚴格的進行周期性的膨脹，塌縮，然后發(fā)光的一系列過程。

測試設備：信號發(fā)生器；ATA-8202射頻功率放大器，主要作用為球形諧振腔提供一個合適的功率，輸入輸出阻抗匹配50Ω，可使用外接信號源，功率輸出100W；阻抗分析儀，主要作用是對充滿水的球形諧振腔進行阻抗測量和分析，其測量頻率范圍：40Hz-110MHz；阻抗匹配線圈，電感范圍：5.7-14.75mH。根據阻抗分析儀對球形諧振腔分析計算的結果，使用電感線圈沿一個方向纏繞于磁芯上，將其用于對球形諧振腔的感性阻抗進行匹配，使球形諧振腔的阻抗虛部為0，從而提高壓電陶瓷片的電聲轉換效率。

圖：Mie散射測量及校準的裝置示意圖

測試結果：在信號發(fā)生器上設置一個合適頻率的正弦信號，此信號經過功率放大器獲取一定功率進入阻抗匹配線圈，調節(jié)阻抗匹配線圈的磁芯位置使得阻抗匹配線圈能夠抵消掉此頻率下球形諧振腔的感性阻抗，從而使得對稱貼合在球形諧振腔上的一對壓電陶瓷片不斷穩(wěn)定的在向裝滿液體介質中的諧振勝內發(fā)射一定頻率的聲波，并在諧振腔內形成一個穩(wěn)定的駐波場。然后再向諧振腔內使用注射器注射氣泡，使得氣泡能夠穩(wěn)定的存在于駐波的波腹處。再通過調節(jié)信號發(fā)生器上的頻率、功率放大器上的功率和阻抗匹配線圈磁芯的位置，最終使得氣泡在諧振腔里進行穩(wěn)定的發(fā)光，此種方法形成的單泡聲致發(fā)光在沒有外界干擾時，可以穩(wěn)定存在數小時。

ATA-8202射頻功率放大器：

工作模式：ClassA

工作頻率：100kHz~20MHz

P1dB輸出功率：100W

飽和輸出功率：200W

功率增益：47dB

可程控

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