Ultraschall ist aus der modernen Technik kaum wegzudenken – ob in der Medizin, in der Materialprüfung oder in der industriellen Fertigung. Damit Ultraschallgeräte zuverlässig arbeiten, müssen ihre Wandler (Transducer) genau charakterisiert werden. Bisher war es jedoch schwierig, die elektrischen und akustischen Eigenschaften eines Wandlers getrennt zu erfassen – insbesondere bei sehr hohen Frequenzen.

Wir am MSE-Lab haben nun erstmals eine Methode entwickelt, die sogenannte S-Parameter-Messung aus der Hochfrequenztechnik auf Ultraschall-Wandler überträgt. Das Besondere: Mit nur einer Messung lassen sich gleichzeitig der elektrische und der akustische Anteil eines Wandlers erfassen – und das unabhängig vom restlichen Messsystem. So werden Messungen nicht nur genauer, sondern auch vergleichbarer.

Die neue Technik ermöglicht Charakterisierungen bis in den Gigahertz-Bereich und eröffnet damit neue Möglichkeiten für Anwendungen wie die hochauflösende Materialanalyse oder das Scanning Acoustic Microscopy. „Damit schlagen wir eine Brücke zwischen zwei bisher getrennten Welten – der Hochfrequenztechnik und der Ultraschalltechnik“, erklärt Emanuel Leipner, Erstautor der Publikation.

Die Ergebnisse wurden im Fachjournal Mechanical Systems and Signal Processing (MSSP) veröffentlicht und könnten künftig zum Standardwerkzeug in der Entwicklung und Qualitätskontrolle von Hochfrequenz-Ultraschall-Wandlern werden.