ASF模式楔形波的激光超聲實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、ASF模式的楔形波沿理想楔體頂端傳播時(shí)，能量集中于楔項(xiàng)，速度非常慢，這些不同尋常的特性引起了國(guó)內(nèi)外科學(xué)家廣泛的關(guān)注。本文建立了一套光偏轉(zhuǎn)的差分檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置，運(yùn)用該裝置成功測(cè)得了ASF模式楔形波，并對(duì)其頻散、衰減等特性展開了研究。
　　 在歸納分析適合研究ASF模式楔形波的檢測(cè)技術(shù)之后，本文引入并改進(jìn)了基于光差分的光偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)裝置。針對(duì)差分檢測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)，采用探測(cè)光偏轉(zhuǎn)面與ASF模式楔形波的傳播方向垂直的方式，提高了信號(hào)的空間分辨率

2、。此外，采用雙半圓分束鏡代替三棱鏡分束，只需一個(gè)合適焦距的聚透鏡就可聚焦光束，減少了光學(xué)元件，進(jìn)而減小了光學(xué)噪聲，提高了信噪比。
　　 使用自建的光偏轉(zhuǎn)差分檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)沿楔尖方向傳播的ASF模式的楔形波展開了研究。采用不同角度的楔體，得到沿不同頂角楔體傳播的ASF模式楔形波的時(shí)間-位移圖；對(duì)同一塊樣品，沿楔尖方向均勻步進(jìn)掃描，獲得沿楔尖方向的表面掃描圖，再經(jīng)過(guò)二維傅里葉變換后，得到ASF模式楔形波的頻散曲線圖；沿楔體橫斷面方向均

3、勻步進(jìn)，得到距離楔尖不同位置的ASF模式楔形波的時(shí)間-位移圖以及沿橫斷面方向的表面掃描圖，通過(guò)積分計(jì)算，最終得到ASF模式楔形波的能量分布圖。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，發(fā)現(xiàn)：隨楔體頂角的增大，沿楔尖方向傳播的ASF模式楔形波的模態(tài)數(shù)反而減少；ASF模式楔形波沿本實(shí)驗(yàn)用的鋁樣品的頂端傳播時(shí)，存在著頻散，根據(jù)頻散曲線圖，還可以清晰的看出各個(gè)楔體頂角所能支持的模態(tài)數(shù)；ASF模式的楔形波能量主要集中在楔體頂端，對(duì)于小角度楔體，遠(yuǎn)離楔尖時(shí)，能量呈指數(shù)