當探頭的壓電晶片較薄時，從晶片正面和背面激發(fā)出的脈沖波將會發(fā)生干涉現(xiàn)象。為了獲得寬頻帶的激發(fā)波，需要盡可能避免這種干涉現(xiàn)象。圖4-10a所示為一個傳統(tǒng)的超聲波探頭，其壓電應力hD(x)沿探頭長度方向保持恒定，在探頭晶片末端壓電應力發(fā)生突變。其壓電應力梯度可以用 函數(shù)表示，由此產(chǎn)生的頻譜是常規(guī)的正弦調(diào)制譜。Mitchell提出了一種方法來減弱壓電晶片背面激發(fā)出的脈沖波，進而獲得寬頻帶的脈沖波。采用一種特殊的壓電晶片，該晶片的壓電應力hD(x)不是常數(shù)，而是沿晶片厚度方向具有一定的梯度，如圖4-10b所示。可以看出，所產(chǎn)生的頻譜明顯加寬了。圖4-10c所示探頭的后表面設計成內(nèi)凹的形狀，能夠使壓電應力得到擴展，使壓電應力的變化比較平緩，同理具有這種壓電應力特性的探頭也能夠得到較寬的頻譜。

改變探頭晶片厚度及晶片與背襯材料阻抗匹配情況也可以改善發(fā)射信號的頻帶寬度，如圖4-11所示[8]。圖中所示的三種探頭都是為了產(chǎn)生出寬頻帶超聲波而設計的，主要設計思想都是要盡可能減少來自探頭背面的反射脈沖。其中，圖4-11a對應信號及頻譜來自具有較厚晶片的探頭，且晶片與其背面介質(zhì)匹配良好，探頭晶片前后表面的反射波能夠從時域上加以區(qū)分。圖4-11b中，通過采用一種與探頭晶片具有相似物理特性的材料作為背面介質(zhì)而獲得兩者阻抗之間的良好匹配，但晶片不是很厚，產(chǎn)生的超聲波頻譜沒有圖4-11a中的寬，且高頻部分形狀不規(guī)則。對于壓電陶瓷晶片來說，與其匹配的材料可以是一種無磁性的塊體陶瓷，探頭結構如圖4-12所示。圖4-11c對應的波形及其頻譜來源于Kazhis和Lukoshevichyus設計的探頭，如圖4-13所示。他們利用一種非標準化的方法使探頭內(nèi)部電場發(fā)生扭曲，從而減少甚至避免來自探頭背面的反射脈沖。這種探頭所產(chǎn)生的超聲波頻帶范圍非常寬。

探頭頻帶對分辨力、盲區(qū)大小以及靈敏度等都有影響，需要慎重選擇。通常，寬頻帶探頭具有脈沖寬度較小、盲區(qū)小、深度分辨力好等優(yōu)點，但靈敏度較低；反之，窄頻帶探頭對應的脈沖寬度較寬、盲區(qū)大、深度分辨力差，但靈敏度高、穿透力強。

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