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《浙江大学》 2005年
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基于光热效应的热波成像检测系统及其应用的研究

沈剑峰  
【摘要】:基于光热效应的热波成像检测技术应用于固体材料的无损检测是目前很有潜力的研究方向。该技术具有灵敏度高,非接触、非破坏性的优点,且在理论上具有对固体材料不同深度处可进行非破坏性剖析检测的独特本领,适合于金属固体、半导体集成电路和薄膜材料等的分层成像分析,受到许多应用部门的重视。 本文在阅读大量中外文献的基础上,叙述了热波成像检测技术的原理,总结了热波成像技术的研究现状和发展趋势,提出本文研究的新目标。为此,建立了体吸收热传导模型,利用热波扩散的特性,通过求解热传导方程,得到样品的表面温度与缺陷深度及泵浦光调制频率的关系;并精心设计了基于光热偏转技术的小型化成像检测系统,对系统中泵浦光路和探测光路进行了专门的设计,对光、机、电、算各部分组件作了合理的配置和设计,使系统具有结构紧凑、易操作、小型化等优点;建立了采用全半导体激光器作泵浦光和探测光的结构紧凑的实验装置,在大量实验的基础上,验证了由模型导出的理论关系,并获得了试样次表面不同深度处信息的图像及差分处理后的薄层信息,达到分层成像检测试样次表面信息的目的;同时还实验研究了热波成像检测中幅值信号与相位信号的空间分辨率,得到了热波成像检测技术只能应用于薄层材料的结论。经过对介质薄膜和金属薄膜的激光损伤作了热波成像检测和研究后,获得了光学薄膜的热波图象,该图象直观地反映了光学薄膜激光损伤的程度与空间位置,通过对光学薄膜激光损伤处光热幅值信号的线性外推处理,可以推算薄膜的损伤阈值。在应用热波成像检测技术的同时还提出了基于薄膜多种光学和热学性质的光学薄膜综合质量评价方法。由于热波成像检测技术的高灵敏性、对材料的无损性及检测结果的直观性,使其在光学薄膜的无损评估中同样具有广泛的应用前景。 研究结果显示:(1)采用不同调制频率的泵浦光,可获得试样次表面不同深度处的结构信息,泵浦光的调制频率越低,热波的幅值信号能够反映材料次表面结构的深度越深;(2)泵浦光的调制频率相同时,热波的相位信号比幅值信号可以反映更深的材料次表面结构,但热波相位信号的横向空间分辨率不及幅值信号的空间分辨率,相位信息不能分辨材料内部横向尺寸小于深度的次表面结构;(3)热波的深度探测能力随泵浦光调制频率的减小而增大,但具有探测极限,实验显示,当泵浦光的调制频率过低时,信号出现饱和并衰减。例如对金属铝材料,泵浦光的调制频率在40Hz以上可以获得满
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TN247

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【参考文献】
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1 张连顺,张春平,王新宇,叶春和,祁胜文,张琳,许棠,田建国;生物组织光学特性参数无损测量实验研究[J];光电子·激光;2004年06期
【共引文献】
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1 王从科;李金鹿;李根臣;张霞;赵付宝;张永侠;李茂东;;环氧树脂拉伸损伤过程的声发射特性研究[J];工程塑料应用;2009年11期
2 王从科;李金鹿;张霞;赵付宝;杨雪艳;张吉雷;;PE纤维胶丝束拉伸损伤过程的声发射特性研究[J];工程塑料应用;2010年01期
3 李多田;张伟林;;结构无损检测与小波分析方法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年03期
4 列光华;列淦文;何小宁;;菠萝树叶光声层析光谱及其光合作用效率的研究[J];安徽农业科学;2011年12期
5 王九思;;设想七种可逆过程计算理想气体绝热自由膨胀过程的熵变[J];安徽师大学报(自然科学版);1987年04期
6 叶惠苓,徐慧灵,陈秉海,张艾娃,陈彩云,陈家俊,李铧;非何杰金氏恶性淋巴瘤的电镜观察[J];癌症;1986年04期
7 曹俊,潘启超;骆驼蓬总硷对小鼠网织细胞肉瘤L—Ⅱ细胞超微结构的影响[J];癌症;1993年03期
8 方小兵,胡必录;爱因斯坦的科学贡献和效应[J];安康师专学报;2005年05期
9 陈春霞;用四维波矢量变换导出多普勒频移普遍公式[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2004年01期
10 王燕华;;对吉布斯佯谬的热力学解释[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2006年03期
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1 李树娟;张永丽;;250吨钢包车车轮轴的热处理工艺技术分析[A];“豫兴热风炉杯”2011曹妃甸绿色钢铁高峰论坛暨冶金设备管理经验交流会论文集会刊[C];2011年
2 张文杰;武炳焕;;涡流分选在铸铁件硬度检测中的研究与应用[A];第十二届全国铸造年会暨2011中国铸造活动周论文集[C];2011年
3 孙桂荣;焦玉萍;康相涛;;艾维茵鸡与固始鸡消化道结构的光镜和电镜观察[A];安全优质的家禽生产——第十五次全国家禽学术讨论会论文集[C];2011年
4 姚凯;王正道;丁克勤;;磁测残余应力研究进展[A];北京力学会第15届学术年会论文摘要集[C];2009年
5 鲁学林;王钧;徐任信;张联盟;;碳纤维/乙烯基酯树脂复合材料的温阻特性分析[A];第十七届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2008年
6 朱全忠;尤海鹏;;超声波无损探伤仪检定系统的研究与开发[A];中国管理科学文献[C];2008年
7 史鹏;李炬;;SQUID结合涡旋电流用于铍材残余应力检测的计算机模拟[A];中国核学会核材料分会2007年度学术交流会论文集[C];2007年
8 仲维畅;;南侨机工最先为中国引进了磁粉探伤新技术[A];西南地区第十届NDT学术交流会论文集[C];2009年
9 李树轩;;射线照相法检出缺陷尺度[A];西南地区第十届NDT学术交流会论文集[C];2009年
10 周黎;;小径管射线检测中缺陷的修正[A];西南地区第十届NDT学术交流会论文集[C];2009年
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5 王迪;选区激光熔化成型不锈钢零件特性与工艺研究[D];华南理工大学;2011年
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1 曾庆城,王水凤,罗庆芳,胡解生,任建雄,廖隆宣;对半导体杂质沉淀无损检测的若干结果[J];南昌大学学报(理科版);1989年02期
2 金观昌;;电子错位散斑干涉术用于无损检测的探讨[J];实验力学;1992年02期
3 张志国,彭华,马寅生,白嘉启,马秀敏;超声波无损探伤检测在现代出土石质文物保护中的应用[J];地质力学学报;2005年03期
4 袁仁续;赵鸣;;红外热像技术在无损检测中的应用研究进展[J];福州大学学报(自然科学版);2005年S1期
5 孔祥燕;任育峰;于洪伟;陈赓华;张利华;杨乾;;高温DC SQUID在无损检测中的应用[J];低温物理学报;2005年S1期
6 王柏生;;汽车无损检测技术探讨[J];中国科技信息;2007年13期
7 周莹;傅霞萍;应义斌;;湿度对近红外光谱检测的影响[J];光谱学与光谱分析;2007年11期
8 陈东海;刘英利;方磊;;SIR-3000探地雷达在钢筋混凝土探查中的应用[J];黑龙江科技信息;2007年22期
9 石胜明;;无损检测质量管理[J];黑龙江科技信息;2008年23期
10 程涛;;对无损检测新标准JB/T4730.2-2005的理解[J];科技风;2010年17期
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1 陈继华;张存林;胡颖;张岩;;利用低帧频光机扫描获取高时间分辨率的新方法[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
2 陈江明;王进明;;网络时代中的无损检测探讨[A];无损检测专业委员会第七届年会论文集[C];2000年
3 刚铁;;焊接无损检测技术的现状及发展[A];第十次全国焊接会议论文集(第2册)[C];2001年
4 吴文术;左宪章;原亮;;无损检测信息支持系统的开发[A];’2004计算机应用技术交流会议论文集[C];2004年
5 孙晓晴;王渝;;便携式无损检测机器人的运动控制研究[A];《制造业自动化与网络化制造》学术交流会论文集[C];2004年
6 舒晓平;;提高无损检测准确度保证方法探讨[A];江苏省计量测试学会2006年论文集[C];2006年
7 白艳平;秦玉文;樊海波;曲日;;一种新的复合材料检测技术的应用研究[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
8 凌树森;;无损检测的可靠性研究——NDT可靠性软件的研制[A];全国材料理化测试与产品质量控制学术研讨会论文专辑(物理测试部分)[C];2002年
9 严春妍;李午申;;金属磁记忆(MMM)检测方法[A];第十一次全国焊接会议论文集(第1册)[C];2005年
10 彭涤非;;电子鼻在水果无损检测中的应用[A];园艺学文集——湖南省园艺学会第八次会员代表大会暨学术年会论文集[C];2005年
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1 ;特种设备无损检测行业公约[N];中国质量报;2004年
2 张轶;浅谈无损检测的发展及作用[N];中国石油报;2003年
3 孙志恒;水工混凝土结构的无损检测[N];中国水利报;2004年
4 记者 史爱萍;“中国有色金属工业无损检测中心”等通过评审[N];中国有色金属报;2009年
5 本报记者 王惜纯;搭建无损检测服务新平台[N];中国质量报;2010年
6 记者 甘丰录;《材料与焊接规范》2011年修改通报生效[N];中国船舶报;2011年
7 李秀贤 记者 栾哲;吉林石化与哈工大共建无损检测实验室[N];吉林日报;2009年
8 杨明通讯员 佘军;辽河油建大型储罐施工得心应手[N];中国石油报;2007年
9 龚春艳;SGS无损检测培训考试中心落户上海[N];大众科技报;2008年
10 本报记者 郭海方;为了高速公路不再“开膛破肚”[N];河南日报;2008年
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1 沈剑峰;基于光热效应的热波成像检测系统及其应用的研究[D];浙江大学;2005年
2 赵延广;基于锁相红外热像理论的无损检测及疲劳性能研究[D];大连理工大学;2012年
3 刘鹏;基于多传感器融合无损检测鸡蛋品质的研究[D];南京农业大学;2011年
4 刘宝会;多功能数字散斑干涉无损检测技术及应用研究[D];天津大学;2004年
5 张秀峰;基于时频分析的粗晶材料超声检测技术与系统[D];清华大学;2005年
6 许明;锚固系统质量的无损检测与智能诊断技术研究[D];重庆大学;2002年
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10 陈香维;猕猴桃近红外光谱无损检测技术研究[D];西北农林科技大学;2009年
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1 柯大观;基于介电特性的苹果无损检测系统研究[D];浙江工业大学;2002年
2 朱晓冬;小波分析在中密度纤维板无损检测中的应用[D];东北林业大学;2004年
3 江杰;应力波法锚杆加固无损检测与锚固效果评价的研究[D];武汉理工大学;2005年
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5 张炜;应用于建筑热工现场检测的红外热像技术与定量化分析[D];西安建筑科技大学;2006年
6 蔺翠;热波成像检测及其热层析重建[D];南京航空航天大学;2010年
7 庞彦伟;工业CT技术研究——提高CT图像质量的几个途径[D];华北工学院;2001年
8 李刚;激光超声技术及其在金属无损检测方面的应用[D];华中师范大学;2004年
9 唐圣学;X射线底片图像处理系统[D];湖南大学;2004年
10 焦标强;基于DSP技术的超声波无损检测研究[D];北京工业大学;2005年
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