Акустическая линза (АЛ) - устройство, осуществляющее фокусировку звука посредством изменения длины пути, проходимого звуковой волной, и преломления звука на границе раздела между материалом линзы и окружающей ее средой.
Как и оптическая линза, АЛ ограничена двумя рабочими поверхностями и выполняются из материала, скорость звука в котором отличается от скорости звука в окружающей среде. АЛ может изготавливаться из твердых веществ, а также жидкостей и газов, помещенных оболочку, достаточно тонкую, чтобы обеспечить максимальное прохождение энергии и незначительное дополнительное преломление звуковых волн. При выборе материала линзы стремятся к тому, чтобы коэффициент поглощения звука в этом веществе на рабочей частоте был мал.
АЛ могут быть плоско-выпуклыми, плоско-вогнутыми, двояко-выпуклыми, двояко-вогнутыми и выпукло-вогнутыми.
В зависимости от значения показателя преломления для звуковых волн , АЛ также могут быть замедляющими () и ускоряющими (). Для получения звуковых изображений, например в системах звуковиденья, с целью уменьшения аберраций, применяют АЛ со сферически преломляющей поверхностью (рисунок 1). Ускоряющие АЛ дают меньшие сферические аберрации, чем замедляющие.

Собирающими (фокусирующими) АЛ называются линзы, образующие сходящиеся волновые фронты. Рассеивающие АЛ – линзы, которые формируют расходящийся волновой фронт.
Фокусирующие линзы могут создаваться путем плавного непрерывного изменения n материала (неоднородные АЛ).
Коэффициент прохождения звуковой волны через АЛ с плавным изменением профиля зависит от толщины l линзы и максимален при , где  - длина звуковой волны в материале линзы, m=0, 1, 2, ... . Чтобы обеспечить максимум прохождения звуковой волны, изготавливают линзы ступенчатой формы с толщиной ступеней, равной .

Основной параметр АЛ – фокусное расстояние. В случае параксиального пучка лучей для плоско-сферической линзы:

,

где R – радиус кривизны преломляющей поверхности.

Зная величину скорости звука в материале собирательной линзы (с₂) и в окружающей среде (с₁), нетрудно найти связь между кривизной поверхностей линзы и ее фокусным расстоянием для параксиальных пучков. В приближении, которое обычно применяется в оптике, получаем:

   (1)

где R₁ и R₂ – радиусы кривизны поверхностей линзы, d – ее толщина по главной оси; знак минус соответствует мнимому фокусу выпуклой линзы, для которой радиусы кривизны должны быть приняты отрицательными. Для плоско-вогнутой линзы (R₁ =∞) с радиусом кривизны вогнутой поверхности R₂ = R формула (1) дает f= -R/(c₁/c₂-1)

Акустическая линза – компонент наушников, который концентрирует звук в одной точке, усиливая эффективность динамика и минимизируя рассеяние звука.

Для расчета усиления ультразвука в фокусе собирательной линзы необходимо учитывать, кроме волновых сопротивлений, такие факторы, как зависимость коэффициента прохождения волны через линзу от угла падения, от поглощения ультразвука в материале линзы, влияние нелинейных эффектов на фокусирование ультразвука.

На рис.1 приведена теневая фотография ультразвукового пучка, сфокусированного акустической линзой. Теневой метод визуализации ультразвуковых полей сводится к просветлению участков среды с измененным оптическим показателем преломления; поскольку последний меняется в фазе с плотностью, т. е. с давлением, то теневая фотография, экспонируемая в течение времени, значительно превышающего период ультразвуковых колебаний, регистрирует общее просветление области среды, «занятой» ультразвуковым пучком, позволяя изучить его структуру и геометрию.

Гидролокатор (сонар) - аппаратурный комплекс для определения с помощью акустических сигналов положения подводных и плавучих объектов (первоначально этот термин использовался применительно к эхолокационным приборам для обнаружения подводных лодок, теперь употребляется в более широком значении). Главными элементами гидролокатора являются подводный излучатель мощного акустического сфокусированного сигнала, и чувствительный приемник, реагирующий даже на слабые отражения этого сигнала от погруженных в воду объектов. Конструируются оба эти элемента с таким расчетом, чтобы их компоновка в локаторе обеспечивала определение направления на отражающий объект и расстояния до него. На подводных лодках и надводных судах гидролокаторы служат основными – а зачастую и единственными – средствами сбора информации об условиях и обстоятельствах под морской поверхностью. На атомных подводных лодках специальные гидролокаторы применяются в качестве навигационных приборов. Крупные корабли оснащаются эхолотами – гидролокаторами, измеряющими глубину океана. На многих рыбопромысловых судах гидролокаторы используют для обнаружения рыбных косяков; биологи, занимающиеся морскими животными, с помощью гидролокаторов изучают звуки, издаваемые представителями морской фауны.
Под водой акустический пучок, подобно лучу прожектора или радара в воздухе, с помощью акустических линз наводится на цель, и отраженная от нее звуковая энергия поступает в приемник. Из сонара, как из радара, излучение испускается короткими импульсами. Расстояние до цели определяется как произведение скорости звука в воде на половину временного интервала между испусканием импульса и прибытием его эха. Поскольку приемная антенна сонара имеет острую диаграмму направленности, пеленг цели определяется поворотом микрофона при его настройке на эхо. На практике оператор следит за световыми метками на панорамном экране, которые соответствуют обнаруженным объектам, и это значительно облегчает их локацию. Дальность действия гидролокатора ограничена радиусом в несколько километров. Скорость звука в воде равна приблизительно 1,5 км/с, поэтому гидролокационный поиск гораздо медлительней радиолокационного или светового поиска в атмосфере. Из-за относительно большой длины волны звука у гидролокатора довольно слабое пространственное разрешение: там, где глаз различал бы каждую заклепку на корпусе корабля, сонар «увидит» только все судно как единое пятно. К тому же морская вода – далеко не идеальная среда для распространения звука.
Идея гидролокатора не нова. Еще во время Первой мировой войны гидрофоны применялись на надводных кораблях и подводных лодках для обнаружения вражеских судов методами пассивной шумопеленгации. Позже были созданы пьезоэлектрические преобразователи и электронные усилители сигналов звукового диапазона, что привело к развитию систем активной гидролокации. С тех пор разработано много видов совершенных приборов, среди них гидролокатор кругового обзора, гидролокатор переменной глубины и др.