激光超聲技術(shù)及其在高壓聲速測量中的應(yīng)用.pdf

1、激光超聲技術(shù)尤其是高頻激光超聲技術(shù)是目前無損檢測技術(shù)中的研究熱點(diǎn)，其在高壓物理研究中的應(yīng)用也正方興未艾。本文簡述了激光超聲產(chǎn)生的物理機(jī)制、激光超聲的特點(diǎn)以及激光超聲技術(shù)在高壓物理研究中的應(yīng)用現(xiàn)狀。
　　本文在系統(tǒng)討論位移干涉儀和速度干涉儀探測超聲信號的理論基礎(chǔ)上，發(fā)展了一種全光纖位移/速度混合干涉儀。該干涉儀具有高帶寬、高信號分辨力的特點(diǎn)，可以滿足GHz高頻激光超聲信號探測的需要。在干涉儀探頭設(shè)計(jì)中，采用“貓眼”系統(tǒng)和大數(shù)值孔徑顯

2、微物鏡并結(jié)合單模光纖的空間濾波作用，使得干涉儀信號光強(qiáng)的收集能力大為提高，同時(shí)樣品表面的散斑效應(yīng)也得到有效抑制，從而大大提高了干涉儀的信噪比，為激光超聲用于DAC加載下樣品的聲速測量提供了基礎(chǔ)條件。
　　本文提出了一種可測量DAC加載下樣品原位厚度的光學(xué)方法。該方法利用單色激光的聚焦光斑為指針，結(jié)合電動(dòng)位移平臺的精密測距功能，可以實(shí)現(xiàn)7μm的樣品厚度測量精度。在此基礎(chǔ)上，本文提出并實(shí)現(xiàn)了適于DAC加載下各向異性材料聲速測量的激光超

3、聲方法。
　　本文提出了激光超聲激發(fā)點(diǎn)和探測點(diǎn)處在樣品異側(cè)，可同時(shí)進(jìn)行DAC加載下材料高壓聲速和原位厚度測量的方法。這種方法具有波系簡單、超聲信號強(qiáng)，易于探測和分析的優(yōu)點(diǎn)。
　　本文自行研制了一套適于DAC加載下樣品高壓聲速測量的激光超聲檢測系統(tǒng)，對不同厚度的銅箔常壓縱波聲速進(jìn)行了測量，結(jié)果表明該系統(tǒng)可用于薄至20μm左右樣品縱波聲速的測量，且具有一定的精度。同時(shí)，采用上述兩種方法分別對1.5GPa和2.6GPa壓力下的銅樣