超声驻波悬浮是一种非接触,横向稳定性良好且对悬浮物性质无特殊要求的悬浮技术,被广泛应用于特殊材料制备,生化分析,小型物体传输,空间立体成像等科研领域。悬浮谐振腔内的声压测量是该技术的研究基础,而谐振腔内存在的跳跃、回滞与谐振产生等非线性现象是当前限制换能器优化的主要因素,并且会影响物体悬浮的效果。本文研究利用激光测振仪(LDV)测量谐振腔内静态声场及声场重建的方法,并通过该测量方法研究谐振腔内非线性现象的部分性质,具体完成以下研究工作:首先,针对辐/反射面均为平面的情况,分析了超声驻波悬浮的机理,推导出谐振腔内媒质振速,声压分布方程以及被悬浮物所受声悬浮力;阐述了LDV测量声场声压原理,推导出LDV测量空气中非均匀声场的原理公式;给出了适用于轴对称声场声压重建的汉克尔-傅立叶(HF)算法,同时推导出适用于非轴对称声场声压重建的滤波反投影(FBP)算法。其次,基于平面波假设,利用COMSOL多物理场仿真软件,仿真得到谐振腔内的声压分布,同时获得不同悬浮模式对应的谐振腔长度;针对轴对称声压分布,结合COMSOL仿真声压,利用COMSOL-MATLAB(C-M)联合仿真的方法获得仿真的LDV速度输出(υsLDV),在此基础上利用HF算法重建声场声压;针对非轴对称声压分布,仍以COMSOL仿真声压为输入,利用Radon变换的方法获得υsLDV,并利用FBP算法重建声场声压;分别分析了HF算法以及FBP算法在仿真条件下的声场重建误差。最后,改进了悬浮设备中反射面推进结构,搭建了测声场试验平台,并利用LDV对换能器辐射面振速与电压的关系进行了标定;利用LDV单点测量方法得到非轴/轴对称不同悬浮模式对应的谐振腔长度;在第三悬浮模式下,测量了非轴/轴对称谐振腔内典型截面上的声场,并分别利用FBP算法与HF算法处理测得的实验数据,将重建的声场声压与COMSOL仿真声压做对比;针对轴对称声场,分析了利用LDV测量声场方法研究谐振腔内部非线性现象的可行性,研究了辐射面振幅、谐振腔结构(反射面截面/曲面半径,轴偏距)等参数对跳跃与回滞现象以及谐振产生现象的影响。