[發明專利]雙脈沖激光超聲波檢測裝置及其檢測方法

在審

• 申請號: 202010015919.3
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111257236A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 龐繼紅;陳鐵然;楊煥;管翔云
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G01N29/04;G01B17/02
• 代理公司: 溫州金甌專利事務所(普通合伙) 33237
• 代理人: 林益建

1.雙脈沖激光超聲波檢測裝置，其特征在于，其包括分別設置在樣品前后兩側的脈沖激光發射裝置(1)和連續激光發射裝置(2)，所述脈沖激光發射裝置(1)發射正前方設有用于將脈沖激光束分成兩束垂直于樣品前表面的第一分束器(3)和反光鏡(4)，所述第一分束器(3)與樣品表面之間設有透鏡(5)；

樣品后表面一側還設有光折變雙波混合干涉儀(6)和光電探測器(7)，所述連續激光發射裝置(2)前方設有第二分束器(8)，第二分束器(8)將連續激光束分成兩束且一束傾斜射向樣品后表面再反射進入所述光折變雙波混合干涉儀(6)且另一束直接射向所述光折變雙波混合干涉儀(6)，所述光電探測器(7)接收來自光折變雙波混合干涉儀(6)的光電信號。

2.根據權利要求1所述的雙脈沖激光超聲波檢測裝置，其特征在于：所述脈沖激光發射裝置(1)與第一偏振分束器之間設有濾波片(9)。

3.根據權利要求1所述的雙脈沖激光超聲波檢測裝置，其特征在于：所述脈沖激光發射裝置(1)產生一束波長為1064nm、能量為40mJ的Nd YAG脈沖激光，激光脈沖持續時間為8ns，重復頻率為20Hz。

4.根據權利要求3所述的雙脈沖激光超聲波檢測裝置，其特征在于：所述連續激光發射裝置(2)發射一束波長為532nm的連續激光。

5.根據權利要求1所述的雙脈沖激光超聲波檢測裝置，其特征在于：連續激光的反射點與雙脈沖激光的焦點位于同一直線上。

6.雙脈沖激光超聲波檢測方法，其特征在于，基于權利要求1的雙脈沖激光超聲波檢測裝置，其步驟包括：

A、通過普通光聲系統，獲取光聲信號；

B、在樣品前表面增加第一分束器(3)和透鏡(5)，通過控制模塊來控制透鏡(5)的前后位置，獲取不同位置處的光聲信號；

C、通過對比，獲取最佳的透鏡位置。

7.根據權利要求6所述的雙脈沖激光超聲波檢測方法，其特征在于，所述步驟A包括：

A1、通過脈沖激光發射裝置(1)發射一束平行于樣品前表面的脈沖激光束，脈沖激光束經過濾波片(9)和反光鏡(4)垂直射向樣品前表面；

A2、通過連續激光發射裝置(2)發射一束傾斜于樣品后表面的聯系激光束，連續激光束經過第二分束器(8)分成兩束連續激光束，其中，一束射向樣品后表面再反射進入光折變雙波混合干涉儀(6)且另一束直接射向所述光折變雙波混合干涉儀(6)，光折變雙波混合干涉儀(6)對進入的光聲信號進行干涉，然后由發射給光電探測器(7)進行相位解調。

8.根據權利要求6所述的雙脈沖激光超聲波檢測方法，其特征在于，所述步驟B包括：

B1、使平行的雙脈沖激光束經過透鏡(5)后的焦點匯聚在樣品表面，獲取光聲信號；

B2、通過控制模塊調整透鏡(5)位置，將透鏡(5)向樣品方向移動0.5cm，使雙脈沖激光束的焦點落在材料正中間，并獲取光聲信號；

B3、通過控制模塊調整透鏡(5)位置，將透鏡(5)向樣品方向再移動0.5cm，使雙脈沖激光束的焦點落在材料后表面，并獲取光聲信號。