声场重建在多个领域意义重大，但传统方法如传感器阵列法存在诸多局限。光学法具有非接触、高精度等优势，发展迅速。实验基于光束偏转原理，通过研究声光作用模型、层析重建原理等，结合声波物理特性的重建方法及融合梯度场的声光全息算法，设计水下声光传感平台进行实验验证，以实现声压场与梯度场联合重建，克服传统方法不足，为声场重建提供新思路。

　　JN江南sports电子ATA-4051C高压功率放大器，其最大输出电压310Vpp，带宽范围DC~500kHz并具有低失真、高稳定的特点，为超声换能器的驱动提供了有力的支持。

　　实验名称：水下声场声压与梯度的测量

　　实验原理：

　　实验基于光束偏转原理，激光束垂直射入含超声换能器的水箱，换能器发声改变水折射率，激光束受调制后由位置敏感探测器接收。利用声光效应，通过测量激光束偏转量获取声压梯度信息。采用层析成像技术，依据拉东变换及逆变换，结合不同角度投影数据重建声场。同时运用压缩感知理论，基于声场散度稀疏性减少数据量，提高重建效率与精度，实现声压场与梯度场的联合重建。

　　实验框图：

　　实验实拍图：

　　实验过程：

　　实验开始前调整光路，使激光束垂直射入水箱并指向四象限探测器中心。信号发生器产生脉冲信号，经功率放大器放大后驱动水声换能器工作。换能器产生声波改变水折射率，激光束受调制偏转，四象限探测器记录光束位置，其输出信号经低通滤波器去除高频噪声后传至数据采集仪。通过位移平台控制换能器运动，实现多角度扫描，获取不同位置和角度下的光束偏转数据，用于后续声场重建分析。

　　实验结果：

　　通过实验分析了光束偏转信号的时域、频域特性，验证了通过偏转角度定量计算声压和声压梯度的可行性。结果表明，基于光束偏转的梯度场重建能够较好的获取声场的声压、梯度信息；基于基尔霍夫积分的重建方法精度高于传统角谱法，能够实现单侧与双侧声源的分离重建。

　　应用方向：通信工程、环境监测、军事领域、生物医疗

　　应用场景：声学测量与测试、超声检测、水下目标探测

　　产品推荐：ATA-4000系列高压功率放大器

　　图：ATA-4000系列高压功率放大器指标参数

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