为了从聚焦超声声场纹影图像直接重建声场声压分布图像, 首先根据水中声波与光波的作用规律, 利用Zernike相衬技术得到纹影系统中空间声压分布与纹影图像中光强的关系, 再通过纹影系统获得聚焦超声声场实时图像, 最后根据纹影系统的物理特性经过反投影重建算法重建出凹球壳聚焦超声换能器的空间声压分布。分析可知, 理论声焦域横向与声轴大小分别为0.15 mm、1.4 mm, 重建声场电功率为12 W时横向最接近为0.25 mm,30 W时声轴最接近为1.35 mm。与球壳换能器的理论声压分布进行对比的结果表明, 该方法具有一定可行性, 可以用于聚焦超声换能器的声场分布检测。

为检测液体中发生剧烈空化时的临界声压的大小，提出了一种基于声光偏转效应对临界剧烈空化声压进行检测的方法。根据远场光斑分布的时间变化规律确定剧烈空化的发生，通过光线最大偏转距离与焦点峰值声压的关系，可非介入地检测临界剧烈空化声压值，重复性高。通过分析液体中气泡分布及变化规律，以及空化阈值声压随外界环境压强的变化规律对测量结果进行标定，证实了该方法检测临界剧烈空化声压的可行性。

提出了一种基于声光折射对聚焦超声焦点声压进行非侵入式检测的方法。当一束直径小于声波长的平行光束入射穿过聚焦超声的焦点时，通过研究焦点声压与光线偏转的具体关系，建立了光线最大偏转距离与焦点声压变化的关系模型，从而计算出焦点峰值声压。为了对理论模型进行验证，采用凹球面型聚焦换能器进行实验研究。通过与采用光纤水听器测量的结果进行对比，证明理论模型的可行性。结果表明实验得到的光斑图像与理论分析的结果一致，且用该方法测得的焦点峰值声压与光纤水听器测量的结果相比，相对误差小于15%，证明该方法具有可行性，能够定量检测焦点峰值声压。模型的提出也为将声光折射效应用于整个聚焦声场的定量检测提供了实验依据和理论依据。