声表面波的光激发及光检测

摘要

从固体的弹性性质和波动方程出发,阐述了声表面波的基本性质.介绍了激光超声领域的研究进展,分析了光致超声过程中,能量从光能到声能的转换,归纳了用激光激发声表面波的机理,讨论了两种主要的模型:热弹模型和融蚀模型.对于热弹模型,应用了等效力源法和格式函数法.对于融蚀模型,应用了等效力源法.该文着重在实验上研究激光产生声表面波的检测.以比较了已有的各种测试声表面波手段的基础上,提出了基于光偏转技术的单光纤测试法,并设计完成了一套光纤光声传感器.对Nd:YAG固体激光器在铝和硅材表面激发的声表面波脉冲进行了系统的实验测试,结果得到了良好的波形,此法相对于其他光学方法具有频响高,灵敏度高,线性较好的诸多优点.而且装置简单,易于调节,由于引入了光纤,具有进一步发展的前景.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1研究背景

1.2本文的选题背景

1.3本文的工作介绍

2激光超声

2.1激光超声发展简史[11]

2.2激光超声的特点

2.3超声波的激发概述

3声表面波

3.1固体的基本弹性性质

3.1.1应变和应力

3.1.2固体中的波动方程

3.2声表面波的基本性质

3.2.1声表面波的势函数及速度

3.2.2声表面波的质点运动轨迹

3.2.2声表面波的振幅衰减特性

4声表面波的激光激发机理

4.1概述

4.2热弹模型

4.2.1等效力源法

4.2.2格林函数法

4.3融蚀模型的等效力源法

5激光激发的声表面波的探测

5.1探测方法综述

5.2光偏转法

5.3单光纤探测法

5.4实验结果

5.5与其他方法的比较

6结论

致谢

参考文献