马熳倩，孔令昊，古豪天，曾天佑，曾育锋，b

(华南师范大学 a.物理与电信工程学院；b.物理国家级实验教学示范中心，广东 广州 510006)

声悬浮技术是材料无容器运输以及处理的关键技术，在医药[1]、生物、材料[2]等多个领域都有广泛应用. 声悬浮研究的重点是悬浮物体在驻波声场的操纵技术，主要包括悬浮目标的移动和悬浮稳定性[3-4]. 已有报道用超声悬浮系统来操控物体在三维空间移动[5-6]，其中超声相控聚焦原理是提高声场中物体可控性的方法之一.

本文采用凹球面双发射极超声阵列，形成悬浮能力较强的驻波声场，结合相控聚焦原理，利用FPGA硬件系统控制相位，从操控悬浮微粒移动的准确度和可操控范围2方面进行研究，实现微粒在三维空间中的稳定移动. 本文设计的装置不仅可以实现稳定悬浮，还可以大范围操控，实验现象直观且清晰.

将声悬浮创新实验引入教学中，不仅能激发学生的学习兴趣和主动性，通过动手实践加深学生对声学理论的理解，还能促使学生探索关于声场内物体移动运输的应用，从而培养学生的创新意识.

1 实验原理

1.1 驻波悬浮机理

超声驻波是由2列振幅相同、频率相同、沿相反方向传播的超声波叠加产生的，由此形成的声能量空间分布一定的声场称为超声驻波声场. 驻波声场由波腹和波节构成，且两者的位置不随时间发生变化. 波腹是声压幅值最大的点，波节是声压幅值为0的点.

为了单独衡量声场的悬浮……