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大张角聚焦超声换能器具有强聚焦特性，在高强度聚焦超声治疗中得以广泛应用。本论文研究了大张角球形聚焦声源在生物组织中的非线性声场和温度场特性，讨论了生物组织的物理参数及超声定位辅助系统对声场的影响。本论文的工作主要包括以下几方面的内容：(1)利用SBE方法研究了聚焦换能器声场的非线性特性以及声参量的最优增益，讨论了开孔大小对大张角换能器声场的影响。(2)用垂直入射理论模式分析了大张角聚焦声束在层状生物组织中的非线性传播以及温度场情况，并且进一步用斜入射和密度的二阶小量近似两种方法推导出了椭球坐标系下的直界面理论模型。其中密度二阶小量近似的模型可以适用于任何界面的计算，并且有较好的收敛效果。最后，对于直界面分层的情况，用斜入射方法给出了声场和温度场的理论计算。