激光热弹超声的等效电路

本文以热弹理论为基础,提出了一种描述激光热弹超声的等效电路模型,该模型将激光直接照射区同周围的声传播媒质分开考虑,采用三端口网络描述了热一弹能量的直接转换,传播声场的影响则以辐射阻抗的形式出现。由于电路是由单频情况导出,故任意时间响应可通过IFFT算法得到。本文针对三种典型照射区,既圆板、柱和球、建立了绝抽条件下的热弹等效电路,计算了各自的时间响应,结果与格林函数解相符。     

激光激发粘弹表面波特性分析

研究了粘弹Rayleigh波的传播特性。基于基本粘弹理论,推导出了粘弹Rayleigh波频散方程及位移表述式,探讨了粘弹模量对波频散特性及衰减特性的影响。发现在小粘滞的情况下,粘弹对相速度的影响不大,波的衰减和粘滞模量近似成正比,同样量级的体变粘滞引起的频散及衰减比切变粘滞要小很多。数值上还计算了粘弹Rayleigh瞬态波形,计算结果与理论预言一致。     

脉冲激光在液体中激发的声波特性研究

理论上分析了脉冲激光在液体中产生的声波波阵面随光声源形状的变化,以及不同激发机制下光声脉冲波形的差别,并从实验中得出了脉冲CO2激光光声脉冲频谱特性.结果表明光声波波阵面为球面或柱面,热弹机制激发双极性的光声脉冲,汽化机制激发单极性的光声脉冲,CO2脉冲激光在水中激发的声波频谱峰值主要在100 kHz以下.通过选择光声源的形状和激发机制可以获得所需的光声信号.     

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。     

脉冲激光激发的原子共振荧光

本文从含有弛豫项的光与二能级原子相互作用的布洛赫(Block)方程出发,利用计算机进行数值求解,在强共振激发条件下,给出了几种不同的激光脉冲(包括常见的高斯脉冲)激发的原子共振荧光谱,获得了原子在瞬态辐射过程中的一些新现象。     

用激光脉冲研究变象管脉冲特性

本文扼要描述自行研制的、双45°LiNb₃晶体调Q的YAG:Nd³⁺重复频率激光器。给出了结合国内具体情况拟定的用脉冲激光研究变象管脉冲特性的系统。并用305-2快门变象管进行了部份实验。已获得在半高全宽(FWHM)为20ns的激光脉冲照射下变象管动态分辨率照片的初步结果。拟用光电开关作变象管快门及扫描电路的技术。讨论了激光脉冲作为变象管检察手段的优越性与有关问题。     

近表面层黏性模量梯度变化的复合平板中激光热弹激发声表面波的传播特性

考虑复合平板近表面层的黏性模量变化特性,建立激光在复合平板中热弹激发声表面波的有限元模型,系统研究复合平板中声表面波的传播特性,并讨论近表面层的黏性模量、厚度与Lamé常数对声表面波衰减特性的影响,在此基础上,结合理论计算的色散与衰减曲线对声表面波传播特性进行验证.本研究为激光超声技术无损评估复合平板近表面层的力学性能提供理论指导,同时也为研究复合平板表面微裂纹问题提供可行性思路.     

激光激发黏弹表面波有限元数值模拟

研究黏弹性材料中激光激发的Rayleigh波的传播特征. 考虑到黏弹性材料的黏性特征,在频域内建立黏弹性材料中激光激发Rayleigh波的有限元数值模型. 在验证有限元频域数值模型正确性的基础上,模拟脉冲激光作用在黏弹性材料上激发出Rayleigh波,进而讨论激光激发的黏弹Rayleigh波的传播特征,并比较黏弹性材料与弹性材料中激光激发的Rayleigh波差异,同时分析了材料的黏性劲度参量变化对Rayleigh波特征的影响. 关键词： 表面波 激光超声 有限元方法 黏弹性     

固体中脉冲激光激发声表面波的理论研究

本文运用本征函数展开的方法对固体材料中脉冲激光激发的声表面波进行了理论研究，在考虑热弹激发的条件下，利用三维的轴对称模型，得到了脉冲激光光源的脉冲宽度以及聚焦半径对固体材料中声表面波信号的时域及频域的影响，对进行超短脉冲激光激发超声的研究具有指导意义。     

激光热弹激发涂层/基底系统中声表面波的有限元数值模拟

激光激发声表面波提供了评价涂层或薄膜的弹性性质的有效手段。考虑激光作用过程中材料热物理参数随温度变化的实际情况,在研究网格大小和时间步长这二个重要参数和求解稳定性的基础上,建立了优化的有限元模型数值模拟两种典型涂层基底系统中声表面波的激光热弹激发和传播过程。数值模拟结果表明:除了掠面纵波外,在快基底慢涂层系统中得到了正常的色散表面波,而在慢基底快涂层系统中得到了反常色散表面波。进一步,采取减小激发激光光斑的办法,使激发出来的声表面波频率高于慢基底快涂层系统中的截止频率时,在慢基底快涂层系统中得到了伪表面波。     

超短激光脉冲消除热影响

正然而,对于某些应用,使用扫描振镜冷消融的加工方式得到的精度与锥角是不够的。锥角是在切割缝的边界产生的,部分是因为激光能量密度在那里比较低,部分是因为材料在那里再沉积。对于这些应用,使用固定加工头、加工气体喷嘴和高精度轴是很有优势的。然而,轴的加速度和速度与扫描振镜相比是微不足道的。因此,激光引入的热量在固定加工头的应用中会比较多。即使是局部熔化材料也不能完全排除这种现象。尽管如此,可以依旧保持工件质量。与固体激光器和CO2激光器的热激光切割相比,超短脉冲确保引入的热量在时间和空间上是可控的。因此,仍然不会     

脉冲波超声场的激光显示

一、引 言 声波是看不见的.为了研究声波的行为,又需要“看见”它.人们发现,借助于光波,可以在透光的材料里看见声波,从而形成了声的光学显示方法.声波在传播介质中形成疏密相间的结构,有光照射时,如同光栅一样,会使光衍射.用光栏选出衍射光,就得到了声场的可见图象:有声的地方,就有相应的(衍射)光,呈现亮的区域;没有声的地方,没有(衍射)光,呈现暗的区域.国内早就成功地显示了连续波超声场,在超声学的研究中得到了应用. 在连续波超声场的光学显示中,使用的是连续光源,显示的是稳定的超声场.要显示脉冲超声,需要使用脉冲光,使脉冲光和脉冲超…     

碳化硅薄膜脉冲激光晶化特性研究

采用XeCl准分子激光对非晶碳化硅(a-SiC)薄膜的脉冲激光晶化特性进行了研究.通过原子力显微镜（AFM）和Raman光谱技术对退火前后薄膜样品的形貌、结构及物相特性进行了分析.结果表明，选用合适的激光能量采用激光退火技术能够实现a-SiC薄膜的纳米晶化.退火薄膜中的纳米颗粒大小随着激光能量密度的增加而增大；Raman谱分析结果显示了退火后的薄膜的晶态结构特性并给出了伴随退火过程存在的物相分凝现象.根据以上结果并结合激光退火特性，对a-SiC的脉冲激光晶化机理进行了讨论. 关键词： 激光退火 晶化 碳化硅     

短谐振腔准分子激光输出的脉冲特性研究

用腔长为7.5cm～20cm的紫外光预电离Blumlein横向放电泵浦XeCl准分子激光器可产生半宽为1.8ns～5ns的短脉冲输出。速率方程的计算机模拟所给出的激光振荡初始尖峰和实验结果做了比较。     

弹上激光接收机的光谱响应特性检测研究

检测该系统能采集和分析相关测试数据,能显示、保存和打印最终测试结果。由于使用了选进的编程开发软件和虚拟仪器技术,使系统能成为检测激光接收器光谱参数的测试系统。测试结果证明,这种方法实用、方便,测量精度高。     

脉冲激光在镀层圆柱表面激发的表面波

分别从理论和实验上研究了脉冲激光在快、慢镀层圆柱表面激发的表面波声场。脉冲激光线源在镀层圆柱周向上激发超声波信号并利用激光干涉仪检测。对钢基底锌镀层圆柱和锡基底铜镀层圆柱试样表面波的理论频散和实验信号估计频散进行了比较,瞬态位移场则利用留数定理与FFT技术数值仿真得到并与实验波形进行对比。结果显示:理论频散和仿真波形与实验信号都具有极好的一致性,而快、慢镀层圆柱之间的表面波性质有显著差异。文中所用理论分析和数值方法为使用激光超声技术反演和定量表征镀层材料参数等无损检测技术奠定了理论基础。     

ZnS与SiO_2材料的短脉冲激光热损伤特性比较

对SiO2和ZnS这两种常用的红外光学材料在红外短脉冲激光辐照下的热损伤特性进行了研究,分析了相同激光辐照条件下两种材料的热效应,另外也针对同种材料不同辐照条件下的热效应进行比较。分析结果表明:红外激光作用下,SiO2材料的表面温升快于ZnS材料,而在材料内部,则后者快于前者。脉冲辐照结束时SiO2材料的表面峰值温度高于ZnS材料,但ZnS材料产生温升的深度大于SiO2材料。由于能量更为集中,材料在皮秒激光作用下温升高于纳秒激光作用下的温升。若材料的峰值温度达到熔点,则激光的单脉冲能量随脉冲宽度的减小呈非线性减小趋势,且变化率越来越大。     

飞秒脉冲参量影响金属表面热特性的研究

采用有限差分法对约化后的双温方程进行数值模拟.研究了飞秒激光与金属铜相互作用时,脉冲形状对烧蚀结果的影响.结果表明：脉冲能量确定时,脉冲形状对烧蚀结果影响不大;多脉冲作用时,脉冲重复频率只有在一定范围内（随材料属性改变）,脉冲间的热累积效应才存在;对传导性好的金属材料,热累积效应不明显.并实验证实了上述结果.     

激光超声技术研究纳米材料的力学特性

本文简要地介绍利用激光超声技术对不同工艺条件下所制备的纳米铜、ZrO2和Al2O3纳米陶瓷的声速及相应的杨氏模量的实验测定方法及实验结果．结果表明：对于厚度为100μm－300μm的纳米铜试样，它的声速随成形压力的增高而增大；对于ZrO2和Al2O3纳米陶瓷，在较高的烧结温度下，试样的密度，声速及杨氏模量也随烧结温度的增高而增大，但在较低的烧结温度下，有可能出现异常，在低的烧结温度下，有可能出现较大的声速和杨氏模量．     

高功率激光系统nm宽带激光脉冲传输特性

对高功率激光系统采用宽带激光消除菲涅耳衍射问题进行了研究,指出只有数百nm的宽带啁啾光脉冲才对近场衍射有一定的平滑作用,数nm的宽带啁啾光脉冲对近场衍射几乎没有平滑作用;同时,还对宽带啁啾光的B积分表征方式和最快增长频率问题进行了研究,并与原型装置上开展的窄带脉冲、宽带啁啾堆积脉冲的非线性实验结果进行了对比研究,指出以最大B积分或加权B积分反映非线性自聚焦更为准确。研究还表明,在数nm,ns情况下最快增长频率与窄带激光脉冲的差别不大。