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激光源空间分布对激光声表面波影响研究

杨森  
【摘要】: 本文从理论方面研究激光空间分布对激发的激光声表面波的影响和线源阵列参数对激光声表面波频谱的影响。 基于有限长、无限窄线源激发声表面波的理论模型,建立了有限长、有限宽线源激发声表面波的理论模型,改变激光脉冲宽度和线源半宽度,研究线光源对声表面波的影响。结果表明:声表面波信号带宽的提高是激光脉冲宽度和线源半宽度共同作用的结果;在激光脉冲宽度不变的情况下,激光声表面波的频带宽度随着激发光源半宽度的减小而不断的展宽,幅度逐渐变大,可以激发出更高频的声表面波脉冲信号,但是每个激光脉冲宽度对应一个极限的线源半宽度,即当线源半宽度到达极限值时,声表面波的带宽将不会再随着线源半宽度的减小而展宽。 建立了线源阵列激发声表面波的理论模型,分析激光线源阵列所产生声表面波的波形与频谱,研究结果表明:线源阵列激发声表面波的频谱幅度有明显的增加,同时由宽带信号变成分立的窄带信号;不同线源间距和线源条数N对线源阵列所激发激光声表面波的频谱分布有影响,随着线源间距的变大,波形逐渐分开,同时频谱包络下降速度也逐渐变缓,线源阵列激发声表面波频谱宽度随着N的不断增多而逐渐变窄; 基于线源阵列激发声表面波的理论模型,研究掩膜产生的线源阵列对所激发声表面波的影响,得到以下结果:改变掩膜缝宽,将会影响所激发的声表面波频谱的幅度和整个频谱包络的大小,而频谱的半宽度变化不大;改变掩膜缝中心间距将会明显的改变激光声表面波频谱的分立峰之间的频率之差的大小,随着遮光部分的变大,各分立峰之间的频率间距越来越小,所以通过改变掩膜的相关参数就可以控制所激发声表面波的频谱分布。


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