激光超声技术的研究开始于1962年的,R.M.White[7]和A. Askaryan[8]独立地提出了用脉冲激光激发声波,前者采用固体,后者采用液体,将对激光激发超声波的基础研究发展到激光超声具体应用于各行各业。前期的研究工作大致是使用弹性方面的理论。Scurby等[9]第一次提出的点源模型,其在激光超声领域内是具有实际物理意义的,具有相当重要的意义。Scurby大胆地将激光作用源与机械力相联系,经过不断的研究和实验,最终提出了与实验结果符合的表面中心的扩展源的模型。弹性界面波这个术语用来表示在存在几个波长宽度有局部的能量的两种不同介质之间传播。面波的一种特殊形式是斯通波,可以存在于有明显弹性的半空间之间。Lee和Corblyl通过实验发现了瑞利面波的渐进变化到斯通利波是由于固体强烈的挤压在一起。论文网Claus 和Palmer根据斯通波通过直接光学法可以得到类似的效果。光学抛光表面在界面的适度压缩的情况下可以得到刚性接触。界面波的第二种限制情况是界面的滑移接触。假定,在正常的应力、位移和逐渐消失的剪切应力分量是连续的。这样的边界条件对应于在界面存在一个理想的液体的无限薄层。界面的液体层的情况由Wang 、Staecker 和LV研究。当前的论文研究水平描述了一个实验和理论研究,它是关于界面波性质的,对于在两个相同的固体半空间的界面,薄弹性膜是存在的[10]。BondsLerkno等[11]首先将激光超声用于检测材料,他们采用调Q红宝石激光器激发超声,用带宽为5千赫兹到150兆赫兹的干涉仪来检测激光超声,而且针对两层抛光不锈钢板的人工缺陷进行了检测。而后,HuothiSn和Ndeoeu等用用Nd:YAG和带宽为45兆赫兹的干涉仪开展了表面缺陷的实验。在1978年,Domarks等[12]提出了激光在材料中激发超声波,通过不断地分析由于近表面缺陷而产生的反射回波,从而确定缺陷的性质、位置和大小,由此进入了激光超声无损检测的时代。Ledbette等在1979年,将脉冲激光作用于材料表面,根据激光在材料中激发的超声波,发现了有多种超声波的存在,有瑞利波、横波和纵波等,为进一步的研究奠定了一定的理论基础[13]。在1984年,Rose根据热弹机制的相关理论,计算出激光在金属表面激发超声波的解析表达式,进而解释了激光作用材料,材料由于受到热弹性膨胀作用产生超声波的理论原理。Rayleigh在1985年时第一次提出弹性表面波的概念定义,具体为材料表面所受到的应力的改变可以产生表面超声波,超声波在其表面传播中在垂直方向上的应力是自由的,同时指出能够通过分析缺陷对于表面波信号强度的影响来进行缺陷检测[14]。加拿大人J..PMonchalni在20世纪80年代中期提出用球面共焦Fbary-Perot干涉仪检测超声检测即超声测厚技术,首次实现了对于1米处对未抛光的钢板进行激光超声的实验,从而大大促进了实用化[15]。在1997年,Sanderson等提出了一个新的关于激光激发产生超声波的理论模型,激光的加热效应是该模型的核心理论,并且依据对模型的三文分析从而解释了纵波产生的原理和前驱小波的存在,这些成果丰富了激光超声的基本理论,进一步促进了激光超声理论模型的研究发展[16]。近些年,为了更好地应用激光超声检测技术,国内外众多的科学家做了大量的研究工作,大致包括:研究激光超声激发,研究激光激发超声波信号的接收方法以及激光超声技术的更广泛的应用。25319
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