提供了一種超聲換能器及其設(shè)計(jì)和制造方法。該超聲換能器包括壓電復(fù)合材料層，該壓電復(fù)合材料層用于與樣品聲學(xué)通信，并且具有至少部分經(jīng)解耦的聲阻抗和電阻抗特性。壓電復(fù)合材料層包括各自由壓電材料制成的間隔的壓電區(qū)域的陣列、位于相鄰的間隔的壓電區(qū)域之間的包括聚合物基體的填充材料和與聚合物基體接觸的非壓電材料。在一些實(shí)施方案中，超聲換能器包括在壓電復(fù)合材料層上延伸的電絕緣非壓電復(fù)合材料層，用于使壓電復(fù)合材料層與樣品電絕緣，該電絕緣非壓電復(fù)合材料層與壓電復(fù)合材料層和樣品聲學(xué)匹配。