超声波

 

在激光超声领域中,激光器用于产生和检测超声波,

而超声波则用于进行材料无损检测,例如航空航天

等工业中的复合材料。当产生的超声波与材料相

互作用时,可利用激光器,通过法布里-珀罗

干涉测量法等技术对超声波进行光学检测。

激光超声技术是一种脉冲激光不仅能产生超声波,而且能探测超声波的技术。最典型的是,激光超声用于研究航空航天工业中复合材料的缺陷,尽管激光超声的内在美在于它适用于任何有价值的工业。主要的物理原理很简单:当激光脉冲击中要研究的材料表面时,会发生突然的、局部的和瞬时的热膨胀事件。如果激光功率足够高,足以引起材料沸腾,则通过膨胀材料的反冲机制产生超声波。在更高的激光功率下,当材料完全烧蚀时,就会形成等离子体,等离子体的膨胀对超声波的产生有很大的帮助。

 

 

 

 IPG光子学提供广泛的脉冲光纤激光器,适用于产生中高重复频率的超声波,包括:

1)      纳秒脉冲光纤激光器
2)      微秒和飞秒脉冲光纤激光器

超声波通过激光产生之后,检测就发生了,最常见的也是借助激光技术。由于超声波是光学检测,常用的技术有干涉测量法或法布里-珀罗法。大多数技术利用连续或长脉冲(数万µs),尽管短脉冲也发现他们的领域的适用性。然而,原理是相对相同的:由于超声波会改变周围空气的折射率,入射激光脉冲会发生轻微的偏转,从而改变方向。这种检测到的变化被转换成电信号。在更高的频率下,检测方案有所不同,因为该方法依赖于检测样品表面的运动。然而,由于理论上的探测极限是由声子频率决定的——比光子频率小许多数量级——激光超声的灵敏度相当高。


IPG的连续波(CW)和脉冲光纤激光器是一种具有成本效益和鲁棒性的替代品,既适用于超声波的产生,也适用于航空航天工业的检测。

 

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