心血管疾病的发病率和死亡率均居全球首位，已给病患及其家庭乃至整个社会带来了沉重的负担。导致心血管疾病的一个重大致病因素是心肌微循环结构异常。因此，心肌微循环的直接显影，对心血管疾病的诊断和治疗起着至关重要的作用。然而，目前临床上缺乏对心肌微循环结构进行直接显影的设备。超声以其安全无创的优势，一直是心血管成像领域的研究热点。因此，研制出能对心肌微循环进行高对比度、高分辨率成像的超声换能器，将有助于心血管疾病的诊断和治疗。针对心肌微循环高对比度、高分辨率成像问题，本文将从材料、结构、工作频率和工艺等多个角度优化换能器性能，研制出一种新颖的聚焦型双频(5MHz/30MHz)超声换能器，为心肌微血管疾病的诊断和治疗提供一条新思路。
　　首先，设计了两种发射层材料不同的聚焦型双频超声换能器。通过分析影响超声换能器性能的多种因素，从工作频率、结构、压电材料、声滤波层选择等多个维度，对聚焦型双频超声换能器进行优化设计。
　　然后，仿真研究了两种发射层材料不同的聚焦型双频超声换能器。通过建立聚焦型双频超声换能器发射方向和接收方向的声传输线模型，优化声滤波层厚度。通过对比两种材料的换能器在有无声滤波层以及高频匹配层时的声场以及脉冲响应，进一步对换能器进行优化。
　　最后，实验研究了发射层材料为PMN-PT/Epoxy1-3的聚焦型双频超声换能器。制备了未优化和已优化的聚焦型双频超声换能器进行性能对比。电阻抗和脉冲响应测试结果表明优化后的换能器性能更佳。在去离子水(理想)环境中对直径为110μm仿体微血管进行超谐波成像，证明了该换能器能够对微血管进行超谐波成像。在琼脂仿体(类人体组织环境)中对直径为280μm仿体微血管进行谐波成像，最终获得的超谐波图像的轴向和横向分辨率约为300μm和220μm。以上超谐波实验结果说明，本文研制的聚焦型双频超声换能器有望能够对心肌微循环实现高对比度、高分辨率成像，为心肌微血管疾病的诊断和治疗提供了新的思路。