專家信息：

張碧星，男，1963年出生，湖南省岳陽人，博士。現任中國科學院聲學研究所研究員、博士生導師，聲學微機電系統實驗室主任，長江大學地球探測與信息技術“楚天學者計劃”特聘教授。

教育及工作經歷：

1991年6月在吉林大學物理系獲碩士學位。

1994年6月在吉林大學物理系獲博士學位。

1994年9月至1996年7月在中國科學院武漢物理研究所從事博士后研究工作。

1996年8月至1999年9月在中南工業大學地球物理研究所從事科研與教學工作。

1999年10月至今在中國科學院聲學研究所工作。

2002年在瑞典Chalmers工業大學做高級訪問學者。

2006年在挪威科技大學做客座教授。

社會任職：

1． 中國聲學學會理事（2010-2014）。

2． 中國工程地球物理專業委員會專家（2010-2014）。

3． 中國聲學學會物理聲學分會副主任（2010-2014）。

4． 中國無損檢測學會理事（2010-2014）。

5． 北京無損檢測學會委員（2008-2012）。

6． 全國試驗機標準化技術委員會委員（2008-2012）。

7． 聲學學報、中國物理快報、物理學報物約評審。

培養研究生情況：

培養畢業博士研究生：4名，碩士研究生：1名；在讀博士研究生：6名。

資料更新中……

科學研究：

研究方向：

主要從事超聲傳播與成像、超聲相控陣技術與應用研究。

承擔科研項目情況：

在時間反轉成像、相控陣檢測與成像、瑞利波探測理論及應用、聲波測井理論與解釋等方面負責完成了多項國家級科研項目及橫向課題。

1． 國家級：鈉冷快堆管道聲學檢測的理論與方法研究，參與，2012.01-2015.12。

2． 國家級：含孔隙介質分層半空間中瑞利波探測理論與方法研究，主持，2012.01-2015.12。

3． 國家級：超聲相控陣實驗與測試系統平臺，主持，2011.10-2013.10。

4． 國家級：微聲學與超聲陣列成像，主持，2011.01-2015.12。

5． 國家級：分層介質中超聲聚焦與成像方法研究，主持，2009.01-2011.12。

6． 國家級：高速鐵路路基完整性的聲學無損評價研究，主持，2009.01-2011.12。

7． 國家級：管材超聲相控陣探傷設備，主持，2008.09-2011.12。

8． 國家級：錨桿錨固質量聲學檢測的理論與實驗研究，主持，2008.01-2010.12。

9． 國家級：聲波時間反轉對有限大小散射體聚焦與探測的理論與方法研究，參與，2008.01-2010.12。

科研成果：

1． 復雜介質和結構中聲波的傳播及其聲成像新方法研究 汪承灝; 張碧星 【科技成果】中國科學院聲學研究所 2005-12-01

2． 層狀半空間中低速層探測的理論、方法與實驗研究 張碧星; 魯來玉 【科技成果】中國科學院聲學研究所 2006-12-01

發明專利：

1． 一種管(棒)材超聲相控陣在線檢測系統及檢測方法 張碧星; 師芳芳; 吳先梅; 宮俊杰; 章成廣 【中國專利】中國科學院聲學研究所; 長江大學 2011-09-07

2． 一種基于聲波時間反轉法的超聲掃描與檢測方法 張碧星 【中國專利】中國科學院聲學研究所 2012-08-01

論文專著：

在國內、外重要刊物上發表論文近200篇，其中SCI論文40余篇。

出版專著：

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發表英文論文：

1 Application of cylindrical linear phased array in casing borehole，Chinese Journal of Acoustics，2010，第3作者

2 Propagation Characteristics of Guided Waves in a Rod Surrounded by an Infinite Solid Medium，Acoustical Physics，2010，第2作者

3 Imaging for Borehole Wall by a Cylindrical Linear Phased Array，Chin. Phys. Lett，2010，第1作者

4 Non-integral dimensional ultrasonic phased arrays in a borehole，Chinese Journal of Acoustics，2009，第1作者

5 Calculation of radiation acoustical fields from phased arrays with nonparaxial multi-Gaussian beam model，Chinese Journal of Acoustics，2009，第3作者

6 Coupling of acoustic plane p-wave to a cased borehole，Chin. Phys. Lett，2009，第2作者

7 Guided waves in a multi-layered cylindrical elastic solid medium，Chin. Phys. Lett，2007，第1作者

8 Perturbation analysis on guided waves in a fluid-filled borehole surrounded by a cubic crystal anisotropic medium，Chin. Phys. Lett，2007，第2作者

發表中文論文：

1 寬頻帶多模式聲表面波聚焦理論與方法研究 謝馥勵; 張碧星; 宮俊杰 中國科學院聲學研究所聲場聲信息國家重點實驗室 【中國會議】2011'中國西部聲學學術交流會論文集 2011-08-17

2 超聲時間反轉掃描方法研究 劉冬冬; 張碧星 中國科學院聲學研究所聲場聲信息國家重點實驗室 【中國會議】中國聲學學會第九屆青年學術會議論文集 2011-11-18

3 聲表面波相控陣聚焦方法研究 謝馥勵; 張碧星; 宮俊杰 中國科學院聲學研究所聲場省信息國家重點實驗室 【中國會議】中國聲學學會第九屆青年學術會議論文集 2011-11-18

4 一種超聲檢測系統用發射電路的設計與實現 李娜; 師芳芳; 李伯權; 宮俊杰; 張碧星 中國科學院聲學研究所聲場聲信息國家重點實驗室 【中國會議】中國聲學學會第九屆青年學術會議論文集 2011-11-18

5 套管井對平面SV波的聲散射 邱長春; 張玉君; 張碧星 中國科學院聲學研究所聲場聲信息國家重點實驗室; 吉林大學物理學院聲學微波系 【中國會議】2009年度全國物理聲學會議論文集 2009-04-25

6 井下柱面超聲相控陣井壁成像的影響因素 師芳芳; 吳先梅; 柯宜京; 張碧星 中國科學院聲學研究所聲場聲信息國家重點實驗室 【中國會議】2009年度全國物理聲學會議論文集 2009-04-25

7 分層圓柱中瞬態波傳播的有限元分析 吳先梅; 張碧星 中國科學院聲學研究所聲場聲信息國家重點實驗室 【中國會議】中國聲學學會2009年青年學術會議[CYCA’09]論文集 2009-10-01

8 聲表面波聚焦理論與方法研究 謝馥勵; 張碧星; 宮俊杰 中國科學院聲學研究所聲場聲信息國家重點實驗室 【中國會議】泛在信息社會中的聲學——中國聲學學會2010年全國會員代表大會暨學術會議論文集 2010-12-26

9 超聲凹面相控陣列及其應用 師芳芳; 孔超; 張碧星 中國科學院聲學研究所聲場聲信息國家重點實驗室 【中國會議】泛在信息社會中的聲學——中國聲學學會2010年全國會員代表大會暨學術會議論文集 2010-12-26

10 多目標散射時的時間反轉聲聚焦特性研究 吳先梅; 顧炳強; 師芳芳; 宮俊杰; 張碧星 中國科學院聲學研究所聲場聲信息國家重點實驗室 【中國會議】泛在信息社會中的聲學——中國聲學學會2010年全國會員代表大會暨學術會議論文集 2010-12-26

11 超聲相控陣聚焦與掃描方法研究 張碧星 中國科學院聲學研究所聲場聲信息國家重點實驗室 【中國會議】泛在信息社會中的聲學——中國聲學學會2010年全國會員代表大會暨學術會議論文集 2010-12-26

12 柱狀固體分層介質中的斯東利波 崔寒茵; 張碧星 中國科學院聲學研究所聲場聲信息國家重點實驗室 【中國會議】泛在信息社會中的聲學——中國聲學學會2010年全國會員代表大會暨學術會議論文集 2010-12-26

13 高速鐵路路基聲學無損檢測方法研究 邱長春; 張碧星; 沈建中 中國科學院聲學研究所 【中國會議】泛在信息社會中的聲學——中國聲學學會2010年全國會員代表大會暨學術會議論文集 2010-12-26

14 水平多層介質地層中地震波場及面波激發機制研究 張碧星; 蘭從慶 中國科學院武漢物理研究所; 中國科學院武漢物理研究所 【中國會議】1995年中國地球物理學會第十一屆學術年會論文集 1995-10-01

15 TI介質對稱主軸與井軸斜交時的聲測井研究 張碧星; 王克協 中國科學院武漢物理研究所; 吉林大學物理系 【中國會議】1995年中國地球物理學會第十一屆學術年會論文集 1995-10-01

16 利用Rayleigh面波獲取介質層狀信息的新方法 張碧星; 喻明; 熊偉; 蘭從慶 中國科學院武漢物理研究所; 中國科學院武漢物理研究所 【中國會議】1996年中國地球物理學會第十二屆學術年會論文集 1996-10-01

17 瑞利面波三維CT成像的理論和實驗研究 喻明; 蘭從慶; 許克克; 李瓏; 熊偉; 張碧星 中國科學院武漢物理所; 中國科學院武漢物理所 【中國會議】1996年中國地球物理學會第十二屆學術年會論文集 1996-10-01

18 三維大地電磁模擬 鮑光淑; 魯來玉; 張碧星 中南工業大學物探所; 中國科學院聲學研究所 【中國會議】2000年中國地球物理學會年刊——中國地球物理學會第十六屆年會論文集 2000-10-01

19 瑞利波“之”字形頻散曲線分析 魯來玉; 張碧星; 鮑光淑 中南工業大學資源環境與建筑工程學院; 中國科學院聲學研究所 【中國會議】2000年中國地球物理學會年刊——中國地球物理學會第十六屆年會論文集 2000-10-01

20 多道瑞利波勘探中頻散曲線的提取方法 魯來玉; 張碧星 中國科學院聲學研究所; 中國科學院聲學研究所 【中國會議】中國聲學學會2002年全國聲學學術會議論文集 2002-09-01

21 各向異性介質包圍井孔中聲場的三維SV-FD數值模擬方法 馬俊; 王克協; 李剛; 張碧星 吉林大學物理學院; 中國科學院聲學研究所 【中國會議】中國地球物理學會年刊2002——中國地球物理學會第十八屆年會論文集 2002-10-01

22 各向異性介質中的時間反轉法研究 張碧星; 陸銘慧; 汪承灝 中國科學院聲學研究所; 中國科學院聲學研究所 【中國會議】中國聲學學會2002年全國聲學學術會議論文集 2002-09-01

23 時間反轉法應用于水下通信中BPSK信號解擴處理 陸銘慧; 汪承灝; 張碧星 中國科學院聲學研究所; 中國科學院聲學研究所 【中國會議】中國聲學學會2002年全國聲學學術會議論文集 2002-09-01

24 各向異性單晶硅中聲波時間反轉自適應聚焦 陸銘慧; 張碧星; 汪承灝 中國科學院聲學研究所; 中國科學院聲學研究所 【中國會議】中國聲學學會2003年青年學術會議[CYCA'03]論文集 2003-10-01

25 考慮高階模式的瑞利波反演研究 魯來玉; 張碧星 中國科學院聲學研究所; 中國科學院聲學研究所 【中國會議】中國聲學學會2003年青年學術會議[CYCA'03]論文集 2003-10-01

26 利用瑞利面波進行地層參數反演 張碧星; 魯來玉; 汪承灝 中國科學院聲學研究所; 中國科學院聲學研究所 【中國會議】中國地球物理學會第二十屆年會論文集 2004-10-01

27 層狀介質中瑞利波的時頻分析 魯來玉; 張碧星; 汪承灝 中國科學院聲學研究所; 中國科學院聲學研究所 【中國會議】中國地球物理學會第二十屆年會論文集 2004-10-01

28 超聲環形相控陣列聲場分析 賴溥祥; 張碧星; 汪承灝 中國科學院聲學研究所; 中國科學院聲學研究所 【中國會議】中國聲學學會2005年青年學術會議[CYCA'05]論文集 2005-04-01

29 瑞利波高階模式的實驗和反演研究 魯來玉; 張碧星; 汪承灝 中國科學院聲學研究所; 中國科學院聲學研究所 【中國會議】中國聲學學會2006年全國聲學學術會議論文集 2006-10-01

30 層狀半空間表面任意面源的聲激發理論研究 張碧星 中國科學院聲學研究所 【中國會議】中國聲學學會2006年全國聲學學術會議論文集 2006-10-01

31 瑞利波在界面上的反射和透射 師芳芳; 張碧星 中國科學院聲學研究所; 中國科學院聲學研究所 【中國會議】中國聲學學會2006年全國聲學學術會議論文集 2006-10-01

32 凹面相控陣換能器的優化設計 王文龍; 張碧星; 汪承灝 中國科學院聲學研究所; 中國科學院聲學研究所 【中國會議】中國聲學學會2006年全國聲學學術會議論文集 2006-10-01

33 分割環形超聲相控陣列聚焦聲場分析 鄧方青; 張碧星; 汪承灝 中國科學院聲學研究所; 中國科學院聲學研究所 【中國會議】中國聲學學會2006年全國聲學學術會議論文集 2006-10-01

34 1.25D、1.5D和1.75D超聲相控陣列聚焦聲場分析 鄧方青; 張碧星; 汪承灝 中國科學院聲學研究所; 中國科學院聲學研究所 【中國會議】中國聲學學會2006年全國聲學學術會議論文集 2006-10-01

35 超聲相控陣技術在石油測井中的應用及相關儀器研制 鄧方青; 張碧星; 宮俊杰; 王東 中國科學院聲學研究所; 中國科學院聲學研究所 【中國會議】中國地球物理學會第二十三屆年會論文集 2007-10-01

36 TI介質對稱軸與井軸垂直多極源聲測井理論與數值模擬 張麗; 張碧星; 王克協 吉林大學物理學院; 中國科學院聲學研究所 【中國會議】中國地球物理學會第二十三屆年會論文集 2007-10-01

37 錨桿體系中導波的激發與傳播特性研究 崔寒茵; 張碧星 中國科學院聲學研究所; 中國科學院聲學研究所 【中國會議】中國地球物理學會第二十三屆年會論文集 2007-10-01

38 壓電層電聲轉換特性研究 張碧星 中國科學院聲學研究所聲場聲信息重點實驗室 【中國會議】2008年全國聲學學術會議論文集 2008-10-01

39 固體柱狀分層介質中導波的傳播 崔寒茵; 張碧星 中國科學院聲學研究所聲場聲信息重點實驗室 【中國會議】2008年全國聲學學術會議論文集 2008-10-01

40 TI介質井孔聲場攝動分析 張麗; 張碧星; 王克協 吉林大學物理學院; 中國科學院聲學研究所 【中國會議】2008年全國聲學學術會議論文集 2008-10-01

41 一維柱狀超聲相控陣換能器的參數優化設計研究 吳先梅; 張碧星; 師芳芳; 柯宜京 中國科學院聲學研究所聲場聲信息國家重點實驗室 【中國會議】2008年全國聲學學術會議論文集 2008-10-01

42 超聲相控陣井壁成像研究 師芳芳; 鄧方青; 吳先梅; 張碧星; 柯宜京; 宮俊杰 中國科學院聲學研究所聲場聲信息重點實驗室 【中國會議】2008年全國聲學學術會議論文集 2008-10-01

43 利用井孔偶極彎曲波反演橫向各向同性孔隙地層滲透率的研究 謝馥勵; 呂偉國; 張碧星; 王克協; 閻守國 中國科學院聲學研究所聲場聲信息國家重點實驗室; 吉林大學物理學院聲學系 【期刊】聲學學報 2011-11-15

44 沿均勻無限介質中固體桿傳播的導波特性研究 崔寒茵; 師芳芳; 籍順心; 張碧星 中國科學院聲學研究所聲場聲信息國家重點實驗室; Durham University 【期刊】聲學學報 2010-07-15

45 柱面分層流體飽和孔隙地層中的聲波測井波場模擬 李巍; 胡恒山; 張碧星; 剛鐵 哈爾濱工業大學航天科學與力學系; 現代焊接生產技術國家重點實驗室; 中國科學院聲學研究所聲場聲信息國家重點實驗室 【期刊】聲學學報 2010-07-15

46 基于瑞利波高階模式反演的實驗研究 魯來玉; 張碧星; 汪承灝 中國地震局地球物理研究所; 中國科學院聲學研究所; 中國科學院聲學研究所 北京; 中國科學院聲學研究所 【期刊】地球物理學報 2006-07-30

47 分層介質半空間瑞利波的時頻分析 魯來玉; 汪承灝; 張碧星 中國科學院聲學研究所; 中國科學院聲學研究所; 中國地震局地球物理研究所 北京 100085 北京 100080 北京 【期刊】聲學學報 2006-09-30

48 半無界分層介質表面任意面源激發的彈性波場 張碧星 中國科學院聲學研究所 北京 【期刊】聲學學報 2007-05-15

49 環形相控陣換能器輻射和反射聲場 賴溥祥; 張碧星; 汪承灝 中國科學院聲學研究所; 中國科學院聲學研究所 【期刊】聲學學報 2007-05-15

50 聲波水泥膠結測井中巖性對地層波影響研究及資料應用 章成廣; 張碧星; 李國利 武漢大學空間環境與大地測量教育部重點實驗室; 中國科學院聲學研究所; 長江大學地球物理與石油資源學院; 湖北荊州 【期刊】聲學技術 2007-12-15

51 凹面線性相控陣聚焦與掃描成像 王文龍; 師芳芳; 張茉莉; 張碧星 1中國科學院聲學研究所; 1中國科學院聲學研究所; 2南開大學軟件學院; 1中國科學院聲學研究所 北京 【期刊】聲學學報(中文版) 2008-03-15

52 凹面相控陣聚焦聲場在液固界面上的反射和折射 張碧星; 王文龍 中國科學院聲學研究所; 中國科學院聲學研究所 北京 【期刊】物理學報 2008-06-15

53 基于平底孔反射體的雙晶直探頭測量模型 趙新玉; 剛鐵; 張碧星 哈爾濱工業大學現代焊接生產技術國家重點實驗室; 中國科學院聲學研究所 【期刊】物理學報 2008-08-15

54 非近軸近似多高斯聲束模型的相控陣換能器聲場計算 趙新玉; 剛鐵; 張碧星 哈爾濱工業大學現代焊接生產技術國家重點實驗室; 中國科學院聲學研究所 【期刊】聲學學報(中文版) 2008-09-15

55 非整數維超聲相控陣探測方法研究 章成廣; 張碧星; 鄧方青; 師芳芳 長江大學地球物理與石油資源學院; 武漢大學空間環境與大地測量教育部重點實驗室; 中國科學院聲學研究所聲場聲信息國家重點室 【期刊】聲學學報(中文版) 2008-11-15

56 電阻率隨位置線性變化時的三維大地電磁模擬 魯來玉; 張碧星; 鮑光淑 中國科學院聲學研究所; 中國科學院聲學研究所; 中南大學資源環境與建筑工程學院 北京1 【期刊】地球物理學報 2003-07-17

57 時間反轉法在水下通信中的應用 陸銘慧; 張碧星; 汪承灝 中國科學院聲學研究所; 中國科學院聲學研究所; 中國科學院聲學研究所 北京 【期刊】聲學學報 2005-07-10

58 用頻率-波數法分析瑞利波頻散曲線 張碧星; 魯來玉 中國科學院聲學研究所; 中國地震局地球物理研究所 北京 【期刊】工程地球物理學報 2005-08-25

59 均勻半空間三維體的三頻激電相對相位法積分方程模擬 夏訓銀; 張憲潤; 張碧星 天津華北地質勘查局; 中南大學信息物理工程學院; 中國科學院聲學研究所 天津; 湖南長沙 【期刊】桂林工學院學報 2004-11-30

60 壓電條SH聲輻射場研究 張碧星; 汪承灝; Anders Bostr?m 中國科學院聲學研究所; 中國科學院聲學研究所; 瑞典Chalmers工業大學應用力學系 北京; 哥德堡SE41296 【期刊】物理學報 2005-05-12

61 聲波在固體板中的多徑傳播及其時間反轉聲場 吳昊; 張碧星; 汪承灝 中國科學院聲學研究所; 中國科學院聲學研究所; 中國科學院聲學研究所 北京 【期刊】聲學學報 2005-05-10

62 層狀半空間中導波的傳播 張碧星; 魯來玉 中國科學院聲學研究所; 中國科學院聲學研究所 北京 【期刊】聲學學報 2002-07-10

63 用時間反轉法在水下波導介質中實現自適應聚焦的研究 張碧星; 陸銘慧; 汪承灝 中國科學院聲學研究所; 中國科學院聲學研究所; 中國科學院聲學研究所 北京 【期刊】聲學學報 2002-11-10

64 瑞利波勘探中“之”形頻散曲線的形成機理及反演研究 張碧星; 肖柏勛; 楊文杰; 曹思遠; 牟永光 中國科學院聲學研究所; 長江水利委員會長江工程地球物理勘測研究院; 北京印刷學院圖像中心; 石油大學地球科學系 【期刊】地球物理學報 2000-07-17

65 各向異性雙相介質中多極源聲波測井理論研究 張碧星; 王克協 中國科學院聲學研究所; 吉林大學物理系 【期刊】地球物理學報 2000-09-17

66 層狀半空間中的多模問題和瑞利波勘探 魯來玉; 王文; 張碧星; 張友山 中國科學院聲學研究所; 中南大學地球物理勘察新技術研究所; 中國科學院聲學研究所 【期刊】物探化探計算技術 2001-08-28

67 瑞利波勘探中“之”字形頻散曲線研究 張碧星; 魯來玉; 鮑光淑 中國科學院聲學研究所; 中國科學院聲學研究所; 中南大學資源環境與建筑工程學院 北京 【期刊】地球物理學報 2002-03-17

68 層狀介質中的聲波場及面波研究 張碧星; 喻明; 熊偉; 蘭從慶 中國科學院武漢物理研究所; 中南工業大學地球物理勘查新技術研究所 【期刊】聲學學報 1997-05-10

69 頻散瑞利波縱向衰減規律研究 喻明; 許克克; 蘭從慶; 張碧星; 李瓏; 熊偉 中國科學院武漢物理所; 中國科學院武漢物理所 【期刊】聲學學報 1998-02-15

70 分層介質中面波的能量分布 張碧星; 蘭從慶; 喻明; 熊偉; 李瓏 中南工業大學地球物理勘查新技術研究所; 中國科學院武漢物理研究所; 中國科學院武漢物理研究所 【期刊】聲學學報 1998-04-15

71 非等分辨率光線跟蹤體繪制方法及其在超聲CT三維成像中的應用 熊偉; 許克克; 喻明; 張碧星; 蘭從慶 中國科學院武漢物理研究所; 中國科學院武漢物理研究所 【期刊】聲學學報 1998-06-15

72 多層介質地層中有低速層出現時的陷模研究 張碧星; 喻明; 熊偉; 蘭從慶 中南工業大學地球物理勘察新技術研究所; 中國科學院武漢物理研究所 【期刊】中國有色金屬學報 1998-06-30

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榮譽獎勵：

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媒體報道一：

張碧星：以“聲”為名酬壯志

 

 

冰心老人有一句話：“成功之花，人們往往驚羨它現時的明艷，然而當初，它的芽兒卻浸透了奮斗的淚泉，灑滿了犧牲的血雨。”憑借著多年來不為人知的勤勉敬業，中國科學院聲學研究所研究員、博士生導師張碧星教授在聲學研究領域征服了一個又一個的高峰。張碧星：以“聲”為名酬壯志

本刊記者 胡 敬

 

冰心老人有一句話：“成功之花，人們往往驚羨它現時的明艷，然而當初，它的芽兒卻浸透了奮斗的淚泉，灑滿了犧牲的血雨。”憑借著多年來不為人知的勤勉敬業，中國科學院聲學研究所研究員、博士生導師張碧星教授在聲學研究領域征服了一個又一個的高峰。

 

緣起：以“聲”為名

 

聲學是一門古老的學科，早在先秦時期就有“情發于聲,生成文謂之音”之說；聲學是一門經典的學科,它對當代科學技術的發展、社會經濟的進步、國防事業的現代化以及人們物質精神生活的改善與提高都發揮著極其重要的作用；聲學是最具生命力的學科，從經典聲學到現代聲學，其內涵不斷在深化、外延不斷在擴大。

 

而張碧星與聲學結緣則是始于1988年，那時他在吉林大學物理系攻讀碩士和博士學位，在吳式樞教授（中科院院士）和王克協教授的共同指導下，他開始從事井孔聲學和油氣儲層探測理論方面的研究，至此埋首聲學研究刻苦鉆研。

 

如今張碧星已是中國科學院聲學研究所聲學微機電系統實驗室主任，目前主要研究方向是超聲檢測與成像。“中科院的科研環境非常好，它給了我一個安心做科研的平臺。”說這話的張碧星是真誠而坦率的，早年他大學畢業并做了七年中學教師，是怎樣的堅持和勤奮才使得他沒有安于現狀，從本科生到博士生，從助理研究員到研究室主任，他從沒放棄過自己的科學理想并在專業領域頗有建樹：

 

他在超聲成像、超聲傳播與散射、超聲電子學、井孔聲學、層狀介質聲學等方面開展了深入系統的研究工作，在時間反轉成像、相控陣檢測與成像、瑞利波探測理論及方法、聲波測井理論與解釋等方面負責完成了多項國家級科研項目及橫向課題。他針對分層介質、各向異性介質、多孔介質、壓電介質等，對聲波的激發和傳播與散射機理、聲學探測理論和方法、聲成像理論和方法、超聲相控陣檢測與技術開發等問題開展了長期的科學研究，取得了一系列具有原創性的科研成果，在國內外同行中引起了廣泛的關注和重視。

 

鉆研：超聲相控技術

 

超聲波可以穿透不透光的物體，利用超聲波在物體中的傳播特性可以獲得物體內部結構和聲學參數的信息，從而得到物體內部結構的直觀圖像，即超聲成像技術能對不透明體的內部結構得到人眼可見的圖像。

 

超聲成像是超聲探測從定性向定量化和可視化發展的標志，是聲學領域中極為重要的發展方向，在很多行業取得了廣泛的應用，而且新的檢測成像技術也在不斷地提出和發展。超聲相控陣技術就是最近十多年來迅速發展起來的一種新型超聲檢測技術，它是利用電子技術控制相控陣換能器各陣元發射信號的時間延遲和幅度實現聲波的聚焦發射和聚焦接收，即利用電子掃描技術快速改變各陣元信號的時延和幅度，進行快速動態聚焦和掃描成像，從而對待檢材料的各個部位進行快速的掃描、檢測與成像。和常規技術相比，它大大提高了檢測速度和精度。

 

由于這一技術的諸多優勢，它已在國外很多領域得到了快速發展和成功應用，如工業檢測中的管材檢測、管道焊縫檢測、核電站設備材料檢測、飛機材料檢測、鐵軌和車輪檢測等，在相關行業已不斷推出逐漸成熟的商業性超聲相控陣成像設備和儀器。然而，我國關于超聲相控陣技術研究起步較晚，目前還沒有具有自主知識產權的任何成型的商用超聲相控陣成像儀器和設備。

 

針對這一狀況，張碧星教授近十年來一直堅持開展超聲相控陣檢測技術的理論、方法及實驗研究。近幾年，在國家863計劃課題資助下，開展了超聲相控陣管材檢測技術的應用研究，取得了可喜成果。

 

管材在生產過程中，由于多種原因會產生多種形式的縱向和橫向的缺陷，這些缺陷對管棒材的質量保障及安全生產存在著極大的質量隱患，目前，我國鋼廠的管材超聲檢測方法幾乎都是采用常規的探傷檢測技術和設備，其檢測手段基本停留在幾十年前的檢測水平上。

 

對此，張碧星教授率團隊，在開展大量超聲相控陣理論和實驗研究的基礎上，專注于管材超聲相控陣檢測的應用技術研究，結合最先進的計算機數字技術、微電子技術和機械自動化技術，攻克了一系列技術難關，在相控陣換能器探頭設計與研制、相控陣發射采集系統、高速數據處理與傳輸等關鍵技術上取得突破，打破了國外技術的封鎖，成功研制出我國第一臺超聲相控陣管材探傷設備，關鍵技術指標達到國際先進水平，具有自主知識產權，填補了我國在超聲相控陣管材檢測上的技術空白，改變了我國不能研制管材超聲相控陣檢測設備的落后現狀。

 

功成：“聲”名遠播

 

多年來，張碧星教授一直從事聲學無損評價的基礎理論和應用方法研究，他完善和發展了聲表面波探測的理論體系。理論上對分層介質的傳遞矩陣進行了改進，改善了數值計算中的高頻有效數字丟失現象，較大程度地提高了可計算的頻率范圍，使得在通常頻段范圍內完全克服了有效數字丟失現象的難題，該方法被稱為propagator mathix法。在此基礎上，他對聲表面波探測理論與方法開展了系統深入的研究，正確地給出了聲表面波多模態的物理詮釋及內在機理，首次提出了聲表面波“之”字形頻散曲線的形成機理，為聲表面波反演研究打開了缺口，并率先開展了聲表面波反演研究。形成了一套基本成熟的聲表面波探測的理論體系，已逐漸得到了國內外科技工作者的認可，目前已被大量引用。

 

他發展了聲學時間反轉聚焦成像理論，首次將時間反轉法應用于各向異性介質，提出了時間反轉聚焦增益的概念。率先在國內開展了系統的聲學時間反轉聚焦理論和實驗研究，將時間反轉法應用于水下編碼通信，極大地降低水下通信中的誤碼率，使通信距離大大增加，推動了我國水下通信研究的發展。這項工作得到了時間反轉法創始人、著名物理學家Fink教授的高度評價。

 

在井孔聲學方面，他深入系統地研究了模式波和臨界折射波的激發與傳播機制，指出多極源在低頻段測得的是臨界折射橫波而不是具有頻散特性的模式波，澄清了前人在該問題上的模糊認識。對于各向異性聲測井理論，他首次采用攝動理論對各向異性地層井孔內外聲場進行了攝動求解，得到了一套完整的理論體系，對非軸對稱各向異性聲測井理論、井中橫波劈裂等問題的研究提供了很好的理論基礎。

 

專注科研之外，張碧星教授也十分注重與國際接軌，與國際學術界建立了長期友好的合作關系。他多次參加國際學術會議，并擔任了第17屆世界無損檢測會議、第10屆西太平洋會議、第2屆中韓無損檢測會議、第5屆國際波動力學會議等國際會議的分會主席。他還發起、組織并主辦了第一屆和第二屆中日無損檢測新技術研討會。

 

通過與張碧星教授的交談，教授純樸而謙卑，樂觀而豁達的性格深深的感染了我們，這位在聲學領域里探索多年的專家，選擇了對事業執著追求，對科研全力以赴，從而讓自己的生命厚重而有意義。祝愿他在這條充滿艱辛也藏有喜悅的攀峰途中，越攀越高！

 

文章來源：《科學中國人》作者：胡敬 2012-11-27

媒體報道二：

中國科學院聲學研究所研究員張碧星：情系聲學 矢志創新

 

冰心老人有一句話：“成功之花，人們往往驚羨它現時的明艷，然而當初，它的芽兒卻浸透了奮斗的淚泉，灑滿了犧牲的血雨。”憑借著多年來不為人知的勤勉敬業，中國科學院聲學研究所研究員、博士生導師張碧星在聲學研究領域征服了一個又一個高峰。

 

他在超聲成像、超聲傳播與散射、超聲電子學、井孔聲學等方面開展了深入系統的研究工作，在時間反轉成像、相控陣檢測與成像、瑞利波探測理論及方法等方面負責完成了多項國家級科研項目和橫向課題。他針對分層介質、各向異性介質、多孔介質等，對聲波的激發和傳播與散射機理、聲學探測理論和方法、聲成像理論和方法等問題開展研究并取得了一系列具有原創性的科研成果。

 

張碧星一直從事聲學無損評價的基礎理論和應用方法研究，完善和發展了聲表面波探測的理論體系。理論上對分層介質的傳遞矩陣進行了改進，改善了數值計算中的高頻有效數字丟失現象，較大程度地擴大了可計算的頻率范圍，使得在通常頻段范圍內完全克服了有效數字丟失現象的難題。

 

在此基礎上，他對聲表面波探測理論與方法開展了系統深入的研究。正確地給出了聲表面波多模態的物理詮釋及內在機理，首次提出了聲表面波“之”字形頻散曲線的形成機理，為聲表面波反演研究打開了缺口，并率先開展了聲表面波反演研究。

 

他發展了聲學時間反轉聚焦成像理論，首次將時間反轉法應用于各向異性介質，提出了時間反轉聚焦增益的概念。率先在國內開展了系統的聲學時間反轉聚焦理論和實驗研究，將時間反轉法應用于水下編碼通信，極大地降低了水下通信中的誤碼率，使通信距離大大增加，推動了我國水下通信研究的發展。

 

在井孔聲學方面，他深入系統地研究了模式波和臨界折射波的激發與傳播機制，指出多極源在低頻段測得的是臨界折射橫波，而不是具有頻散特性的模式波，澄清了前人在該問題上的模糊認識。

 

對于各向異性聲測井理論，他首次采用攝動理論對各向異性地層井孔內外聲場進行了攝動求解，得到了一套完整的理論體系，從而為非軸對稱各向異性聲測井理論、井中橫波劈裂等問題的研究提供了很好的理論基礎。

 

近10年來，張碧星一直堅持開展超聲相控陣檢測技術的理論、方法及實驗研究。

 

在國家“863”計劃課題資助下，他率團隊在開展大量超聲相控陣理論和實驗研究的基礎上，專注于管材超聲相控陣檢測的應用技術研究，在相控陣換能器探頭設計與研制、相控陣發射采集系統、高速數據處理與傳輸等關鍵技術上取得突破，打破了國外技術的封鎖，成功研制出我國第一臺超聲相控陣管材探傷設備，關鍵技術指標達到國際先進水平，具有自主知識產權，填補了我國在超聲相控陣管材檢測上的技術空白，改變了我國不能研制管材超聲相控陣檢測設備的落后現狀。

 

文章來源：《中國科學報》2012-11-09