journal article·2021-06Open access

Fast and High‐Resolution Ultrasound Pressure Field Mapping Using Luminescent Membranes

Simon E. Michels, Mathias Kersemans, Michel Versluis, Guillaume Lajoinie, Philippe F. Smet

Advanced Optical Materials· Volume 9· Issue 12

Abstract

Abstract Ultrasound is used extensively in medical imaging and therapy, non‐destructive testing, flow sensing, underwater range assessment, and acoustic microscopy. To ensure the accuracy of these techniques, detailed knowledge of the acoustic pressure field produced by the ultrasonic transducer is required. This paper proposes a functional polymer membrane loaded with ultrasound‐activated luminescent microparticles. The semitransparent membrane makes use of the luminescent properties of BaSi2O2N2:Eu2+ to convert ultrasonic pressure into visible light in a fast and straightforward way, through a process termed acoustically produced luminescence (APL). APL is shown to work within a wide range of acoustic frequencies (1–25 MHz) and pressures (50 kPa–4.5 MPa), and enables a quantitative characterization of ultrasound fields with a lateral spatial resolution below 200 µm. At the investigated pressures and frequencies, the light generation mechanism is essentially related to ultrasonic heating rather than mechanical stimulation. These membranes offer effective field mapping possibilities, much faster than conventional time consuming point‐by‐point hydrophone scanning.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Photoacoustic and Ultrasonic Imaging · Ultrasonics and Acoustic Wave Propagation · Acoustic Wave Resonator Technologies

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Department of Solid State Sciences LumiLab Ghent University Krijgslaan 281 Gent 9000 Belgium

Center for Nano‐ and Biophotonics Ghent University Gent 9000 Belgium

Department of Materials, Textiles and Chemical Engineering (MaTCh) Mechanics of Materials and Structures (MMS) Ghent University Technologiepark 46 Zwijnaarde 9052 Belgium

Physics of Fluids Group MESA+ Institute for Nanotechnology Technical Medical (TechMed) Center University of Twente P.O. Box 217 Enschede 7500AE The Netherlands

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