● 摘要
当激光照射在物体的表面时,由于激光与物体的相互作用,会在物体中激发超声波,这种由于激光与物体相互作用而产生声波的现象被称为光声效应。应用光声效应 可以对各种材料的结构及其参量进行无损评价,这种无损检测技术在宽频带、高空间分辨率、快速扫描测量、良好的方向性及非接触检测等方面都具有明显的优势。因此,这一技术在科学研究和工业生产中有着广泛的应用前景。目前,对于光声效应的研究存在着两种主要的机制:一是在热弹范围内研究光声效应的某些特性,将其用于工业检测的某些领域,但是,由于激光热弹机制下光声转换效率很低,因而大大限制了其在各个方面的应用。另一种机制是在高强度激光照射下在介质中诱导光击穿而产生光声信号,在这种机制下,光声转换效率可达30以上,因此,光击穿机制成为目前人们关注的热点。但在激光与物质相互作用发生光击穿时,在介质的表面将产生高温高压的等离子体,同时伴随着许多非线性效应,这样,给研究这一机制带来一定的复杂性。根据以上情况,本文将致力于以下几方面的工作: (1)在前人研究的基础上,根据O.N.Krokhin的激光与物质的相互作用理论,当激光辐射在不同的固体表面上时,固体表面下一薄层内将产生热,引起表面的温度上升,当热传导不能使足够的热量流很快进人固体的内层时,固体表面及表面附近一薄层的温度将很快升高,直至产生蒸发、形成等离子体。当被蒸发物质以一定的速度离开固体的表面时,它具有一定的动量,因此被蒸发的物质会对固体的表面施加一定的反冲压力,在这个压力的作用下,在固体中会激发一脉冲声波。
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