金属中超声脉冲的激光产生和压电接收

本文报道了利用TEACO_2激光器的单一光脉冲,在铝、铜和低碳钢等金属中激励超声脉冲,并用超声压电换能器检测声脉冲的实验结果。对声信号的频谱做了初步的分析。测量和分析将有助于建立激光在固体中激励声脉冲的物理模型。     

体声波Barker码序列及其在检测超声中的应用

本文提出了一种获得体声波Ｂａｒｋｅｒ码信号序列的极为简便的方法，并给出了相应的相关处理结果。Ｂａｒｋｅｒ码声信号采用了单位电脉冲的换能器响应作为单元码，并以此构成了编码序列。由于ＤＡＴＡ－２０２０和ＤＡＴＡ－６０００具有相当高的稳定度，保证了编码序列的相位精度，因而得到了颇为理想的响应函数。超声换能器的瞬态响应特性和声信号比电信号的滞后特性，是造成偏差的主要因素。     

用于检测宽带声子的超导声子检测器

在高频声子实验中,用自制的超导声子检测器测量了宽带声子信号,实验样品是x-石英和[001]砷化镓单晶.超导声子检测器用厚度约800A的高纯锡膜做成,其电压响应为190 V/W,NEP为10~(-12) WHz~(-1/2),时间常数为10 ns,动态范围为46 dB.这种检测器不仅适用于检测宽.带声子和相干声子,也可用于检测热脉冲或远红外光脉冲.     

超声无损检测中的数字匹配滤波技术

本文在超声无损检测技术中采用线性调频脉冲信号,并用数字化了的电激励信号自身作为数字匹配滤波器,在不同的时延带宽乘积的系统中得到了声脉冲的压缩信号。实验结果与理论预期值符合得很好.对于Hamming和Gaussian时间加权的信号,其旁瓣抑制可分别达到—41.9dB和—41.5dB.数字匹配滤波技术的引入可以有力地改善超声检测系统的性能。     

RECENT DEVELOPMENTS OF RESEARCH ON HIGH FREQUENCY PHONON

A review of recent developments of research on high frequency phonon in solids is presented.Several new experimental results are emphasized,including phonon focusing effect,reflection andscattering at interfaces,and optical excitation of high frequency phonons.     

固体中高频声子的激励

声子是固体物理中极为活跃的准粒子.声学声子的频率从10～9Hz一直到10～(12)Hz或10～(13)Hz,这一最高频率是由晶格结构决定的. 频率为10～9-10～(11)Hz的声子称为微波声子.产生和检测微波声子的最常用的方法是压电晶体的电磁激励,即在压电单晶薄片或压电薄膜上加上交变电磁场,使之与晶片或薄膜的厚度发生基频或谐频上的共振,从而得到京赫(1京=10～9)级的微波声子;或者把经过光学加工的晶体表面置于微波谐振腔中,利用非谐振的压电表面激励产生声子.Bommel和 Dransfeld[1]等曾用这种方法做了大量工作.1966年,Jaco-bson和Ilukor用这种方法…     

用Josephson效应产生单色声子

文章用大大改善了的、应力调节的声子谱仪研究了ac-Josephson结的声子发射谱.意外的是,没有看到所预期的声子宽带谱分布,而是得到了相当尖锐的单色峰值.这一峰值相应于Josephson频率,即hw=2eV,因而可以用电压来调节.这样,作者发现了一种新的、单色的、可调的声子源,至少,其频率分辨率优于以前的声子韧致辐射方法.     

固体中激光热弹超声的光穿透效应

本文从热弹性基本方程出发，理论上研究了非金属固体材料受激光热弹激励超声时，光穿透效应对所产生声波的影响。在一维模型中，通过求解热扩散方程和热弹性位移方程，得到弹性位移的一般表达式，分析了材料的光叩收性质与声波位移振幅的关系。在二维模型中，对于轴对称分布的情况，忽略热扩散的影响，采用积分变换法求解热弹性运动方程，推导出远场区中的位移解析表达式。给出了纵波和横波的指向性图案，讨论了光穿透效应对声源指向性的影响。     

关于高频声子的近期研究进展

近年来,关于固体中的高频声子(频率f>10~(11)Hz)的研究取得了较迅速的发展。其最重要的原因,是人们找到了几种有效的产生和检测高频声子的实验方法,即热脉冲方法,超导隧道结方法和光学方法。 1964年,Gutfeld和Nethercot第一次报道了他们在IBM实验室所做的热脉冲声子实验。他们用短的电脉冲加在康铜膜上,在传播介质中形成声子脉冲,在介质的另一表面上,用超导热辐射测量器来检测声子脉冲信号。稍后,西德的Rosch和Weis在理论上对热声子脉冲的发射谱和传播特性做了详尽的分析和计算,使热脉冲方法成为在低温下研究声子在固体中的行为的一种有力工具。在超导隧道结方法方面,1967年Eisenmenger和Dayem第一次把超导隧道结用于高频声子实验,他们用超导单电子隧道效应的弛豫过程和复合过程来产生和检测声子。在第一次实验中,他们用长度为1cm的蓝宝石作为传播介质,用Sn-SnO-Sn结作为产生器和检测器。以后,Kinder又用调制偏压的方法得到了准单色声子。1982年,Berberich等人用锡和铅的交流Josephson结产生了单色声子,其声子频率相应于Josephson频率。这种方法形成了一种新的高效率的、高频率分辨率的可调声子源。在光学方法方面,从1971年开始,Renk及其合作者在Regensburg大学开展了一系列的用光学方法产生和检测高频