基于光學(xué)外差的光聲探測技術(shù)的研究.pdf

1、光聲技術(shù)是一種采用“光吸收-誘導(dǎo)光聲信號-超聲探測”的方式進(jìn)行檢測的技術(shù)。由于該技術(shù)具有信息量大、無損檢測、靈敏度高和對比度高的特點(diǎn)，所以，近年來光聲技術(shù)的發(fā)展是非常迅速的。目前，光聲技術(shù)的應(yīng)用主要包括以下三個方面：光聲光譜技術(shù)、光聲成像技術(shù)及激光光聲檢測技術(shù)。
　　 光聲技術(shù)，是以檢測光聲信號為基礎(chǔ)進(jìn)行研究的，所以，光聲信號的檢測就成為光聲技術(shù)的關(guān)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(xué)檢測的方法。利用壓電材料將光聲壓轉(zhuǎn)化為電信號，這種技術(shù)較為成熟，同時也具有較高的靈敏度。然而，利用光學(xué)方法檢測光聲信號具有對比度高的優(yōu)點(diǎn)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(xué)方法檢測光聲信號的技術(shù)較少，而且不成熟，還不能廣泛應(yīng)用，這是因?yàn)楝F(xiàn)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(shí)現(xiàn)、靈敏度高的光學(xué)檢測光聲信號的新技術(shù)--基于光學(xué)外差的光聲檢測技術(shù)。
　　 本文主

3、要內(nèi)容：
　　 第一，研究了基于光學(xué)外差的微小振動的檢測技術(shù)。光學(xué)外差技術(shù)具有非接觸測量，動態(tài)響應(yīng)快，靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用在測速及測振領(lǐng)域。目前，應(yīng)用光學(xué)外差技術(shù)檢測波長量級的微小振動，成果較多；但是振幅遠(yuǎn)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(xué)外差技術(shù)，以較為成熟的大振幅（波長量級）測量理論為基礎(chǔ)，分析和討論了微小振幅情況下的測量理論?；谶@個理論，搭建了檢測系統(tǒng)，制作光電探測器并進(jìn)行了微小振動的檢測實(shí)

4、驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，光學(xué)外差技術(shù)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(zhì)中傳播時，介質(zhì)振動振幅很小，可以考慮利用光學(xué)外差技術(shù)來檢測光聲信號。因此，本文搭建了基于光學(xué)外差方法檢測光聲檢測的系統(tǒng)，并成功實(shí)現(xiàn)了光聲信號的檢測。
　　 第三、對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)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(tǒng)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(jìn)方案。