Ультраакустика

Лазеры используются в ультраакустике для генерирования

и распознавания ультразвуковых волн.

Ультразвуковые волны используются при

неразрушающем контроле материалов,

например композитных материалов применяемых

в аэро-космической и других промышленностях.

Ультразвуковые волны, возникшие при

взаимодействии с материалом, распознаются

оптически благодаря использованию

лазера с помощью такого метода,

как интерферометрия Фабри — Перо.

Лазерная ультразвуковая технология — это метод, в котором импульсный лазер используется не только для генерации ультразвуковых волн, но и для их обнаружения. Обычно ультразвук, создаваемый лазером, используется для исследования дефектов в композитных материалах в аэрокосмической промышленности, хотя присущая ультразвуку, создаваемому лазером, красота делает его пригодным для использования в любой отрасли, где требуются подобные измерения.  Главный физический принцип прост: так как лазерный импульс ударяет поверхность исследуемого материала, возникает внезапное, локализованное и мгновенное тепловое расширение. Если мощность лазера достаточно высока, чтобы вызвать кипение материала, ультразвук генерируется посредством возвратного механизма из расширяющегося материала. При еще более высоких мощностях лазера, когда материал полностью охлажден, образуется плазма, расширение которой в значительной степени способствует генерации ультразвука.

 

 

 

IPG Photonics предлагает широкий спектр импульсных волоконных лазеров, применяемых для генерации ультразвуковых волн в среде с высокой частотой повторения, в том числе:

1)     наносекундные импульсные волоконные лазеры;
2)     пико- и фемтосекундные импульсные волоконные лазеры.

После генерации ультразвуковых волн с помощью лазеров происходит обнаружение, чаще всего также с помощью лазерной технологии. Так как ультразвуковая волна обнаруживается оптически, общие методы заключаются в интерферометрии или в схемы обнаружения Фабри-Перо. Большинство методов используют непрерывные или длительные импульсы (десятки мкс), хотя и более короткие импульсы также нашли применение. Тем не менее принцип относительно тот же: так как ультразвуковые волны генерируют изменение показателя преломления окружающего воздуха, падающие лазерные импульсы будут немного отклоняться и, таким образом, изменять курс. Это обнаруженное изменение преобразуется в электрический сигнал. На более высоких частотах схема обнаружения несколько отличается, поскольку способ основан на обнаружении движения поверхности образца. Тем не менее так как теоретический предел обнаружения определяется фононной частотой (много порядков меньше, чем частота фотона), чувствительность лазерного ультразвука достаточно высока.

Волоконные импульсные лазеры и непрерывные лазеры компании IPG экономически эффективны и надежны, подходят как для  генерации ультразвуковых волн, так и для обнаружения в авиационно-космической промышленности.

Контакты
Обратитесь за поддержкой в наш отдел продаж. Запросите подробную информацию о продукции или задайте нам вопрос.