深度学习增强的兰姆波定量评估方法在瓷砖面板脱粘检测中的应用研究

　　本文提出了一种基于相位调制的单声束韦伯波（Weber beam）直接生成方法，通过简化初始相位解析式与施利仑成像验证，突破了传统傅里叶变换（FT）生成方式的复杂性与传播局限性，为声学无损检测（如组织穿透成像与粒子操控）提供了高适应性技术路径。

　　

Section snippets

Theoretical

三维亥姆霍兹方程（Helmholtz equation）(?² + k²)u = 0 在抛物线坐标系（η ∈ (-∞, ∞), ξ ∈ [0, ∞)）中的解可表示为 u = W?e^-ik_zz，其中韦伯函数 W(η,ξ;a) 由偶函数 P_e 和奇函数 P_o 组合构成，并通过抛物线坐标与笛卡尔坐标的转换关系实现物理场映射。Γ₁、Γ₃ 为伽马函数（Gamma function），参数 a 决定光束曲率动量。

Experimental

采用施利仑成像（Schlieren imaging）技术观测石英水槽内的声场分布：超声换能器搭载声学透镜生成韦伯波后，激光束穿透声场并经透镜 L₃ 聚焦，通过遮挡零级衍射光实现声压分布可视化，直观呈现非衍射波的自加速特性。

Results and discussion

参数 a 显著调控韦伯波曲率：较小 a 值产生高曲率但伴随能量损耗，较大 a 值则提升传输效率。通过相位轮廓通用化设计，可实现发射角动态调节，突破传统抛物线轨迹限制，增强声波在生物组织穿透与粒子操控中的适应性。

Conclusion

本研究通过相位调制直接生成韦伯波，实验验证其超越艾里光束（Airy beam）的非傍轴传播能力，并推导出简化相位解析式，规避复杂计算需求。该技术为声学医学成像（如深组织探测）和精准操控提供新方案。