1.3  本课题的工作

    在查阅了国内外相关文献的基础上，确定了本文主要内容是激光对有缺陷的铝合金板激发的超声波波形进行理论和实验研究。本课题研究的目的是对10mm厚的铝合金板中缺陷的位置、大小和深度的测定。由于融蚀机制下激发效率与波形的方向性等条件都优于热弹机制下激发的波形，本课题实验全部使用融蚀激发超声波。

    采用对心激光体波透射法对含有缺陷的铝合金板进行扫描检测：利用Nd:YAG激光器激发的脉冲激光通过球面镜聚焦成合适大小的圆形光斑作为激发光源，在缺陷样品上激发出纵波，在对心的另一侧用测振仪接收波形，并用示波器显示波形。根据纵波的波形情况，判断此处的铝合金板是否有缺陷，从而确定缺陷的位置和大小。

    采用激光体波反射法对含有缺陷的铝合金板进行检测：利用Nd:YAG激光器激发的脉冲激光经过一维线性聚焦成合适大小的线光源做为激光光源，在样品表面产生超声波，在同侧用测振仪接收波形，并用示波器显示波形。分析有无缺陷样品扫描波形的异同，并结合时间，计算出缺陷深度。

2  激光超声检测缺陷的理论基础

自上世纪80年代以来，这方面的工作一直没有停息过，围绕着激光超声的产生与传播过程，进行了大量的实验和理论研究，借助多种解析及数值方法对理论模型进行不断的修正和完善，采用不同检测方法对激光激发的超声与材料的相互作用过程以及所获得超声信号的分析，也有了很大的发展。国内外众多学者主要从三个方面做了大量的研究工作，即激光超声的激发机理(包括数学模型、理论分析、数值模拟及实验验证等)；激光超声的接收方法的研究；以及激光超声技术的应用研究 。来~自^751论+文.网www.751com.cn/

2.1  激光超声的激发机理

    脉冲激光照射到固体表面，一部分能量被物质反射，一部分被吸收。其表面吸收激光辐射，产生热应力区，从而在物体内部产生超声波。一般认为，固体中激光激励超声波的机理随入射激光的功率密度和固体表面条件的不同而改变，分为热弹和融蚀两种机理。对于表面干净的、无约束的固体来说，如果入射激光的功率密度较低，激光能量不足以使固体熔化，则在产生过程中，热弹机制将起主要作用。在激光功率密度较高的情况下，温度上升将使固体局部融化，以至出现融蚀，此时，尽管热弹机制仍然存在，但是融蚀效应起决定性的作用。