基于光學外差的光聲探測技術的研究.pdf

1、光聲技術是一種采用“光吸收-誘導光聲信號-超聲探測”的方式進行檢測的技術。由于該技術具有信息量大、無損檢測、靈敏度高和對比度高的特點，所以，近年來光聲技術的發(fā)展是非常迅速的。目前，光聲技術的應用主要包括以下三個方面：光聲光譜技術、光聲成像技術及激光光聲檢測技術。
　　 光聲技術，是以檢測光聲信號為基礎進行研究的，所以，光聲信號的檢測就成為光聲技術的關鍵。目前，光聲信號的檢測方法主要有兩類，一類是基于壓電材料換能器的方法，另一類是

2、基于光學檢測的方法。利用壓電材料將光聲壓轉化為電信號，這種技術較為成熟，同時也具有較高的靈敏度。然而，利用光學方法檢測光聲信號具有對比度高的優(yōu)點及直接成像的潛力，所以這種方法具有較大的優(yōu)勢。但是，在目前階段，基于光學方法檢測光聲信號的技術較少，而且不成熟，還不能廣泛應用，這是因為現有的方法受到材料及工藝的限制。為了突破這種限制，本文提出一種容易實現、靈敏度高的光學檢測光聲信號的新技術--基于光學外差的光聲檢測技術。
　　 本文主

3、要內容：
　　 第一，研究了基于光學外差的微小振動的檢測技術。光學外差技術具有非接觸測量，動態(tài)響應快，靈敏度高等優(yōu)點，被廣泛的應用在測速及測振領域。目前，應用光學外差技術檢測波長量級的微小振動，成果較多；但是振幅遠小于波長的微小振動的研究成果卻比較少。于是，本文基于光學外差技術，以較為成熟的大振幅（波長量級）測量理論為基礎，分析和討論了微小振幅情況下的測量理論。基于這個理論，搭建了檢測系統，制作光電探測器并進行了微小振動的檢測實

4、驗。實驗結果表明，光學外差技術具有較好的檢測微小振動的能力。
　　 其次，光聲信號是微弱信號，它在介質中傳播時，介質振動振幅很小，可以考慮利用光學外差技術來檢測光聲信號。因此，本文搭建了基于光學外差方法檢測光聲檢測的系統，并成功實現了光聲信號的檢測。
　　 第三、對實驗結果進行分析和討論，對周期信號和脈沖信號的檢測做了對比分析。同時也分析了系統相位的不穩(wěn)定給探測帶來的影響，并基于相位不穩(wěn)定的原因提出了改進方案。