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研究人員操控聲波的能力促成了關鍵技術的發展，例如，使超聲波換能器能夠對人體內部進行成像（又稱“超聲”）。位於帕薩迪納的加州理工學院的研究團隊認為，他們已經找到了一種方法，藉助一種新型聲學透鏡，使聲波變得更加強大。加州理工學院的研究人員亞歷山德羅·斯帕多尼和基婭拉·達拉伊奧在一項研究中描述了他們如何製造“聲波束”，該研究發表在4月5日刊的《美國國家科學院院刊》上。
聲學透鏡用於聚焦聲音，其方式與光學透鏡聚焦光線非常相似。研究人員沒有使用玻璃和鏡子，而是設計了一種由21行不鏽鋼球體組成的聲學透鏡，每行有21個球體。“我們透過敲擊透鏡的頂部（或每行中的第一個球體）來產生聲學孤波，這樣我們就將壓縮波傳送到每個堆疊或行中，”斯帕多尼在給《大眾科學》的電子郵件中寫道。然後，這些波被傳輸到透鏡另一側的任何物體中。
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斯帕多尼表示：“這與醫院的超聲檢查是一樣的。醫生將探頭放在人的身體上。該探頭產生的波被髮送到體內並進行調製，使其能夠被正確反射。” 加州理工學院在實驗室中創造的緊湊型聲脈衝或聲波束的一個用途可能是作為輻射成像（如磁共振成像 (MRI) 掃描）的更安全替代方案。
研究人員表示，聲波束也可用作外科手術的非侵入性手術刀。斯帕多尼補充說：“特別是，焦點處的組織溫度可以透過高聲能密度來升高，這是由緊湊的焦點體積和聲波束引起的高壓造成的。這種效應是稱為熱療的外科手術的核心。從這個意義上說，我們的非線性聲學透鏡可以透過提高癌組織溫度而不影響鄰近健康組織來幫助治療腫瘤。”
斯帕多尼和達拉伊奧為了研究目的建立了一個二維聲學透鏡，但斯帕多尼表示，可以透過堆疊球體來建立三維模型（見圖）。他補充說：“最重要的是，球體行數越多，聲波束的振幅（或焦點處的壓力）就越高。”
可能的 3-D 透鏡配置和由此產生的壓力場影像由《美國國家科學院院刊》PNAS 提供