探测激光超声用的激光外差干涉仪

简述了外差干涉法探测固体表面激光超声的原理和实验结果，讨论了信号光，参考光的准直角对信噪比Ｓ／Ｎ影响和信号光在光束器上的入射角对３外差信号强度的影响，理论和结果表明：当选择入射角时，可以得到约２倍的外差信号强度。为提高检测信号的强度，提出并讨论了外差干涉的共轭输出法。     

激光功率密度参数对激光超声信号影响的研究

在激光超声缺陷检测中,经过数据采集系统所采集到的激光超声信号幅值一般都很小,为了提高激光超声信号的幅值我们一般会对采集到的信号进行去噪处理或者改变脉冲激光相关因素从而提高实验的检测精度。通过实验室搭建好的激光超声缺陷检测实验平台,研究了在改变光斑大小从而改变激光功率密度的情况下,对激光超声信号特性的影响;分析了激光超声信号的频谱特性并对频谱分量进行统计。实验得出激光功率密度的改变不仅影响到激发机制,还对激光超声信号的幅值及其信号的频谱成分有影响。     

激光超声用光频鉴频系统的设计研究

研究设计了一种新型的激光超声用光频鉴频系统，它具有抗干扰能力强，稳定度高，能自动不同反射率被检测物体等 实验使用中取得了满意的结果。     

激光在金属中激励超声脉冲的研充

报道了用Q开与YAG激光器在金属中激励超声脉冲,以及激光能量、材料表面状况和材料中人工缺陷对激光激励超声脉冲影响的研究结果,它对于研究激光与物质的相互作用以及将激光超声用于无损检测都是有益的。     

激光超声无损检测技术

根据电磁理论，推导了在固体中激光超声产生的热膨胀机理和电子机理。研究了激光超声信号的光学检测方法。结果表明，激光超声可以重复产生窄脉冲，在时间和空间具有极高的分辨率，适用于材料的无损检测。     

用激光外差法探测固体表面超声位移

论述了应用激光外差和锁相环解调原理探测固体表面超声位移的原理、方法、并利用激光外差干涉仪对固体表面的超声位移进行了探测，得到了很好的结果。     

激光超声系统的定标

介绍激光超声的发展概况、物理机理、应用、接收以及实验的装置和所用的超声探头的设计;用铜和铝作为系统定标的材料,测定了超声纵波的声速;对所得结果进行了分析讨论.发现用激光超声测定声速的时候,对于特定的材料,一定的厚度和合适的光斑大小对于减小实验误差是非常重要的.     

激光超声检测表面硬度分析

和传统的压电技术相比,激光超声系统具有不需要耦合剂、非接触、以及能对曲面和复杂形状的几何形体进行检测等优点近年来,在无损检测领域内得到了广泛的应用文中介绍了利用激光超声来确定表面硬度的方法表面波的传播具有纵波和横波的特性,实验结果表明,表面波波速随硬度的增加而降低轴类零件在交变载荷下工作时,其表面要比心部承受更高的应力,表面硬化是为了增加其强度、硬度、抗疲劳强度硬化层的特性通常由其硬度和深度来表征对表面波来说,可以通过改变其波长的方法来改变它的贯穿深度,从而测取表面硬度的深度函数表面波波速的精确测量是无损检测表面硬度和深度的前提,其精度要求表面波相速的变化小于２％由于激光超声具有很高的时间和空间分辨率,能对表面波声速进行精确的测量通过对硬度分别为５８Ｒｃ和２５Ｒｃ的样品的实验,表面波速度变化不超过０．０７％（５８Ｒｃ）和０．１４％（２５Ｒｃ）通过分析测定硬度和表面波波速两个独立实验的结果,得出了两者之间的线性关系虽然两者的关系的确切联系尚未清楚,但是可以依据实验测量ＳＡＷ速度及硬度的值并运用到表面深度的无损检测中     

纳米材料杨氏模量的测量

报道了利用激光超声技术测量纳米材料杨氏模量的测试方法。根据测量声波在材料内传播的时间和试样的厚度，确定声波在材料内的传播速度，进而由材料的密度即可计算出材料的杨氏模量；并对不同烧结温度下纳米氧化锆进行了测量，结果表明纳米氧化锆的杨氏模量随烧结温度的升高而增加，此方法简便实用，并对试样的形状无特殊要求。     

先进复合材料超声无损检测新技术的应用

 针对航空航天高端装备制造与服役过程中复合材料部件的复杂型面检测、非接触检测、快速检测、现场检测等问题,依托自主研制的新型超声检测系统开展实验研究,基于相控阵超声技术实现碳纤维增强树脂基复合材料L型构件R区孔隙、分层缺陷检测;基于空气耦合超声技术实现蜂窝夹芯复合材料脱黏缺陷检测;基于激光超声技术实现碳纤维树脂基复合材料孔隙、紧固孔分层检测及耐高温复合材料分层缺陷检测。分析了各项技术的关键问题、应用范围和发展方向。研究结果表明,应用超声无损检测新技术可以实现复合材料部件的复杂型面检测、非接触检测和快速检测,并且可以现场应用。     

厚铝管中激光激发温度场和瑞利波的模拟

利用有限元方法数值模拟了脉冲激光作用于厚铝管时产生的温升以及由此温升而产生的表面瑞利波的情况。给出了温度随角向的分布曲线,比较了物理参数随温度变化和不随温度变化两种情况下温度场的区别,并进一步得到了近场区域表面波的时域波形。数值结果表明：在考虑材料物理参数随温度变化基础上得到的近场区域的表面声波中显著的波为掠面纵波和瑞利波,与平板中的类似。为热弹条件下管状材料的激光超声无损检测提供了参考。     

脂肪组织中异物弹性影响激光超声的数值模拟

生物组织的弹性信息对疾病的诊断具有重要的参考价值.发生了生理性或病理性改变的组织,或组织中生长了异物,常伴随局部弹性参数的较大改变.生物组织的弹性参数对于激光超声信号的产生和传输也有重要影响.本文通过建立热弹机制下脉冲激光照射在含异物脂肪组织中产生和传播超声波的物理模型,采用数值模拟方法,研究了单脉冲激光与含异物脂肪组...     

激光超声的热弹机理研究

应用热传导方程和斯托克斯方程，采用简化了的梯形脉冲波形模型对激光超声脉冲波形进行研究，得出了激光波形与其所产生的超声脉冲波形间的关系和4条重要结论，梯形脉冲简化比目前采用的矩形脉冲和三角形脉冲简化更具普通性。     

热超声封装高频换能器的动力学优化设计

为提高热超声封装效率、降低封装温度,研究了高频超声换能器的动力学优化设计．基于一维振动和波动理论,建立了换能器的解析模型,得到了压电振子、指数形聚能器和劈刀的波动方程．借助有限元分析软件ANSYS参数化建模,分别对压电振子和聚能器进行优化设计．考虑材料、形状和尺寸对其振动特性的影响,得到了换能器最优模型．通过阻抗分析仪和多普勒激光测振仪对换能器进行电谐振和机械谐振测试．实验结果表明,该换能器在其工作频率附近不存在非纵振模态和其它寄生的振动形式,从而方便了超声信号发生器设计.     

激光激发干涉仪检测涂层/基底的黏结特性

将脉冲激光器产生的激光直接照射到环氧涂层/铝基底的界面激发声波,并在铝基底的后表面上利用光学干涉仪对位移进行检测.实验结果表明,直达波和反射波的幅度比值与界面黏结质量相关,利用该方法可对类似结构的黏结质量进行评价分析.     

脉冲激光线源热弹激励的圆柱表面波声场

将脉冲激光线源的热弹激励等效为一横 (S)波源的切变效应 ,导出了光激圆柱声场的积分表达式 ,采用留数理论进一步得出了圆柱表面Rayleigh波声场的表达式 ,用数值求导和快速傅立叶变换 (FFT)技术数值计算了铝圆柱Rayleigh波的瞬态位移波形 .计算结果表明 ,圆柱Rayleigh波在传播距离较小时 ,与平界面Rayleigh波相似 ,随传播距离的增加 ,由于频散加剧 ,Rayleigh波形状、相位逐渐发生变化 .     

基于小波变换的激光超声信号处理

 采用Laser-PVDF实验系统对纳米AlP/SiO₂中激光超声信号进行采集.利用小波的多尺度分解、重构和消噪功能,提取出直达波及其反射回波,测量了时间间隔和纳米AlP/SiO₂的纵波声速.结果证明小波变换的方法能有效地处理复杂激光超声信号.     

镍基合金激光快速成形裂纹控制技术

裂纹控制技术是镍基合金激光快速成形技术广泛应用和进一步工业化的关键.从熔覆层金相组织、物相组成、残余应力、宏观形貌和断口观察等角度分析了Ni60合金激光快速成形裂纹形成的原因,提出了相应的裂纹控制策略.研究表明:Ni60合金的激光快速成形裂纹主要是由于硬脆相引起的熔覆层低延性及残余内应力导致的脆性冷裂纹.通过调整合金成分,优化工艺参数,以及引入超声振动等措施,可以改善镍基合金激光快速成形组织,提高塑韧性,降低残余内应力,从而降低裂纹敏感性,减少或消除裂纹.