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음파를 이용하여 광학현미경으로는 관찰할 수 없는 불투명한 물체나 유백색 물체, 빛을 완전히 흡수하는 매질들을 관찰할 수 있게 V.I. 울리야노프전기회사(V.I. Ulyanov [Lenin] Electrotechnical Institute)의 S.Y. 소코로프가 고안한 현미경이다. 음향파들은 광파에는 불투명한 물체를 쉽게 통과할 수 있고 진동수 3,000kHz 의 음파를 이용하면 광학현미경과 같은 해상도를 얻을 수 있다.

음향현미경의 구조는 조그마한 사파이어 막대가 중심을 이루고 산화아연(ZnO)으로 이루어진 압전물질이 편평한 면에 얇은 막을 형성하고 렌즈 역할을 하는 구형 부분으로 되어 있다. 공동이 있는 끝 쪽이 표본과 함께 물속에 잠기고 압전물질에 주기적인 전기장이 통과하면 팽창과 수축을 하여 음파를 생성한다. 사파이어와 물의 접촉면에서 음파는 크게 굴절되고 사파이어 막대에서 나온 평면파는 액체 속에서 구면파로 바뀌어 사파이어 막대 렌즈의 공률 중심 근처에 있는 요부(waist) 또는 초점(focus)으로 모인다. 주사방식 음향현미경에서 해상도의 최소치는 요부의 지름에 의해 결정된다. 렌즈를 통해 들어온 파는 전기적 신호로 바뀌고 모니터나 사진으로 상이 형성된다. 음향현미경은 종파(longitudinal wave)·충격파(shear wave)·표면파(surface wave/Rayleigh wave：19세기에 레일리 경에 의해 처음으로 기술되었음)의 3가지의 음파를 이용한다(→ 레일리파). 종파는 가장 일반적으로 사용되며, 표면파는 불투명한 표면구조의 조사에 유용하다. 높은 진동수의 음파는 표면의 탄성 특성이나 생물학적 세포의 내부구조를 연구하는 데 이용되고 낮은 진동수의 음파(500kHz 이하)는 표면 밑의 구조를 연구하는 데 이용된다. 그밖에 물질 내부의 결합이나 반도체 물질의 생산과정, 유리나 탄소섬유의 밀도 또는 분포, 표면의 작은 흠집 등을 조사하는 데도 이용된다.