Acoustic hologram optimisation using automatic differentiation.
Acoustic hologram optimisation using automatic differentiation.
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DOI：
10.1038/s41598-021-91880-2
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发表时间：
2021-06-16
影响因子：
4.6
通讯作者：
Ochiai Y
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fushimi T;Yamamoto K;Ochiai Y
声学全息图是现代声学的基石。它们对三维声场进行二维编码，其质量决定了声学系统的性能。仅控制声波相位的优化方法被认为不如同时控制声波振幅和相位的方法。在本文中，我们提出了Diff-PAT，一个具有自动区分的声全息图优化平台。我们表明，在最基本的情况下，优化输出振幅以匹配目标振幅；我们的方法只进行相位调制，比传统的同时进行幅度和相位调制的算法具有更好的性能。通过对单面阵列和单轴阵列随机生成1000组最多32个控制点来评估Diff-PAT的性能。这种声全息图优化平台可用于广泛的PATs应用，而无需对现有的PATs控制系统进行任何更改。此外，我们将Diff-PAT应用于相板，使声全息图的峰值信噪比提高了bbbb8 dB。
Acoustic holograms are the keystone of modern acoustics. They encode three-dimensional acoustic fields in two dimensions, and their quality determines the performance of acoustic systems. Optimisation methods that control only the phase of an acoustic wave are considered inferior to methods that control both the amplitude and phase of the wave. In this paper, we present Diff-PAT, an acoustic hologram optimisation platform with automatic differentiation. We show that in the most fundamental case of optimizing the output amplitude to match the target amplitude; our method with only phase modulation achieves better performance than conventional algorithm with both amplitude and phase modulation. The performance of Diff-PAT was evaluated by randomly generating 1000 sets of up to 32 control points for single-sided arrays and single-axis arrays. This optimisation platform for acoustic hologram can be used in a wide range of applications of PATs without introducing any changes to existing systems that control the PATs. In addition, we applied Diff-PAT to a phase plate and achieved an increase of > 8 dB in the peak noise-to-signal ratio of the acoustic hologram.
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影响因子：
4
作者：
Fushimi, T.;Hil, T. L.;Drinkwater, B. W.
通讯作者：
Drinkwater, B. W.
影响因子：
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作者：
Baudoin, Michael;Gerbedoen, Jean-Claude;Thomas, Jean-Louis
通讯作者：
Thomas, Jean-Louis
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作者：
Cox, Luke;Melde, Kai;Drinkwater, Bruce W.
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Drinkwater, Bruce W.
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作者：
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