超音波探頭的組件中，何者可降低音波傳導的聲阻抗？

本題觀念：

本題測試超音波探頭 (Ultrasound transducer) 的基本構造原理，特別是探討如何解決探頭核心組件與人體軟組織之間因「聲阻抗 (Acoustic impedance)」差異過大，而導致超音波能量在接觸介面發生強烈反射的物理問題。

選項分析

• A. 阻尼材料（damping material）：與選項 C 的背襯層為同義詞。位於壓電材質的後方，主要功能是吸收向後傳遞的超音波能量，並抑制壓電晶體的持續震盪（減少 ringing）。此舉能縮短空間脈衝長度 (Spatial Pulse Length, SPL)，進而大幅提升超音波影像的「軸向解析度 (Axial resolution)」，但其目的並非改變或降低音波向前傳導的聲阻抗。
• B. 匹配層（matching layer）：正確。匹配層位於壓電材質的前方（朝向人體的一側）。由於壓電材質（如 PZT）的聲阻抗非常高（約 30 MRayls），而人體軟組織的聲阻抗較低（約 1.5 MRayls），若兩者直接接觸，極大的聲阻抗落差會導致超音波能量在介面被大量反射，無法進入人體。匹配層的聲阻抗被設計在壓電材質與軟組織之間，作為兩者間的階梯式緩衝，藉此降低聲阻抗的不匹配，使超音波能量能順利傳透進入人體並接收回波。
• C. 背襯層（backing layer）：與選項

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