由于超声波具有频率高,能量集中,衍射不严重,在一定距离具有良好的方向性和束射性,无侵蚀性等优点,被广泛应用于无损检测及医疗诊断中。了解超声波在介质中传播的过程,包括超声波的产生和在两种介质界面处的超声波状态变化,以及对这一过程的可视化,对超声波的应用具有重要价值。首先,本文基于MATLAB对超声换能器发射的超声波频率和换能器尺寸对于传播过程中的声压分布的影响进行仿真,可以得到上述参数对声场能量的集中度与强度有重要影响。其次,在不同均匀介质中以及存在异相的介质中进行仿真,对介质中的异相导致的超声波衰减和散射进行了模拟。然后,采用光学偏振成像技术对超声波进行了可视化。搭建了基于偏振调制成像的声场可视化光路,对连续和瞬态声场进行了可视化。结果表明,光场偏振参数对超声波声压具有较高的敏感度。其非侵入式测量、测量速度快、可以实现声场的瞬态成像、声场可视化图像对比度高等优点,对理解声波的传播和与介质异相的相互作用有一定的意义。最后,对本文所提出的超声波传播可视化方法进行了展望,提出了系统改进的方向。