换能器与分辨率和穿透深度的关系——超声波扫描显微镜

超声波扫描显微镜对被测器件是有一定限制的，因为它的工作频率一般在5MHz~400MHz之间，所以它在不同材料中，穿透深度是不同。一般有这样的规律：频率越高的超声波，穿透性越差，但是分辨率高；频率低的超声波，穿透性好，但是分辨率有限！

穿透深度（与材料本身有关*）: 穿透深度取决于被测物的弹性参数、信噪比及超声扫描显微镜系统的工作频率。被测物与耦合介质之间较大的声失配会降低穿透深度，但另一方面，高信噪比可以提 高穿透深度。在高声阻抗的固体中超声波的穿透深度与超声波的频率成反比。对于低声阻抗的固体，横波和纵波均可以用于内部成像，因此在这种情况下穿透深度不 受频率的限制。
分辨率：取决于样品和换能器的状况，一般情况下可达到半波长（λ/2）。

换能器的焦距——超声波扫描显微镜

超声波扫描显微镜的换能器，它的工作焦距取决于被测材料的物理性质。由于不同的材料中声速也不相同，因此换能器的焦距一般特指在水中的焦距。大多数材料中的声速都大于水中的声速，换能器的有效焦距均缩短了。造成这种效应的原因是声波在界面上的折射，如下图所示。

下式可以计算焦距的变化情况。

其中WP代表水中的距离，MD代表声波在材料中穿透的深度，F表示水中的焦距，Ctm，Cw分别表示被测材料及水中的声速。
例如，在特定的焦距及材料路径下，上式可以用于计算为了补偿焦距变化换能器到样品表面的有效距离。