一种用于铝中超声波取向性测量的激光超声波系统

摘要

建立了一种激光超声波系统,用于测定铝样品中产生的超声波的振幅的取向性(角度决定型模式).脉冲为Nd:YAG的激光工作参数为:光波波长1064nm,典型的8 ns的脉冲宽度(半高峰宽度)、脉冲能量450mJ,该激光脉冲用于在样品中产生超声波.激光探测系统是一种Mach-Zehnder干涉仪,具有典型的0.25nm(rms)噪声限制分辨率,频率范围:50kHz～20MHz,测量范围-75nm/V～+75nm/V.利用两种面积大小不同的Nd:YAG激光光斑在烧蚀区域产生超声波:一种是集中的,另一种是发散的.利用所得到的数据,绘出取向性图形并和理论曲线相比较,显示出良好的一致性.实验结果表明取向性是光斑尺寸大小的函数.对于一个点超声波源(或集中的光斑)的取向性表明,纵向波在所有的方向均显示出相当大的振幅.对于较大超声波源(或发散光斑)的取向性表明,在内部±10°角度左右会产生较大振幅的纵向波.