JP2000074886A - Ultrasonic wave exciting method by laser, and ultrasonic wave excitation detecting device - Google Patents
Ultrasonic wave exciting method by laser, and ultrasonic wave excitation detecting deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザーを用いて
被検体に超音波を励起し、この超音波を検出すること
で、被検体の弾性的な性質や内部情報等を非接触非破壊
で検査する方法と装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for exciting an ultrasonic wave to a subject by using a laser and detecting the ultrasonic wave, whereby the elastic properties and internal information of the subject can be measured in a non-contact and non-destructive manner. The present invention relates to an inspection method and apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】圧電素子あるいはレーザーを用いて被検
体に超音波を励起し、この超音波を検出することで、被
検体を非接触非破壊で検査する方法と装置としては、従
来から様々なものが発明されている。2. Description of the Related Art There have been various methods and apparatuses for non-contact and non-destructive testing of an object by exciting ultrasonic waves to the object using a piezoelectric element or a laser and detecting the ultrasonic waves. Things have been invented.
【０００３】まず、セラミックの微少亀裂やＩＣパッケ
ージのボイド等、材料や構造物の強度や信頼性を損なう
微少欠陥の検出方法として超音波顕微鏡やレーザー走査
型超音波顕微鏡を用いた欠陥の映像法が有用である
（［１］Ｉ．Ｒ．Ｓｍｉｔｈ ｅｔ ａｌ．，ＩＥＥ
Ｅ，Ｔｒａｎ，Ｓｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｕｌｔｒａｓｏ
ｎ．，ＳＵ−３２（１９８５）２７４．［２］Ｌ．Ｗ．
Ｋｅｓｓｌｅｒ，Ｊ．Ａｃｏｕｓｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．５
５（１９７４）９０９）。[0003] First, as a method of detecting micro defects such as micro cracks in ceramics and voids in IC packages, which impair the strength and reliability of materials and structures, imaging methods of defects using an ultrasonic microscope or a laser scanning ultrasonic microscope. Are useful ([1] IR Smith et al., IEEE).
E, Tran, Sonics and Ultraso
n. , SU-32 (1985) 274. [2] L. W.
Kessler, J .; Acoustic. Soc. Am. 5
5 (1974) 909).
【０００４】また液体カプラーを用いない超音波顕微鏡
を開発するため、レーザー超音波法を拡張してレーザー
ビームを超音波の位相速度で走査することにより、大振
幅単一モードの表面波を非接触で励起する方法が提案さ
れている（［３］Ｋ．Ｙａｍａｎａｋａ ｅｔ ａ
ｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５８（１９９
１）１５９１）。非破壊検査で用いられる熱弾性効果に
よるレーザー超音波法では（［４］Ｄ．Ａ．Ｈｕｔｃｈ
ｉｎｓ，ＰｈｙｓｉｃａｌＡｃｏｕｎｓｔｉｃｓ，ｅｄ
ｓＷ．Ｐ．Ｍａｓｏｎ ｅｔ ａｌ．，Ａｃａｄｅｍｉ
ｃ，Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ，（１９８８）Ｖｏｌ．ＸＶＩ
ＩＩ，ｐ．２２）、一般に振幅の小さな超音波しか発生
できないが、前記方法ではこれを解決している。In order to develop an ultrasonic microscope that does not use a liquid coupler, the laser ultrasonic method is extended to scan a laser beam at the phase velocity of an ultrasonic wave, so that a large-amplitude single-mode surface wave can be non-contacted. ([3] K. Yamanaka et a)
l. , Appl. Phys. Lett. , 58 (199
1) 1591). In the laser ultrasonic method using the thermoelastic effect used in the nondestructive inspection, ([4] DA Hutch)
ins, PhysicalAcoustics, ed
sW. P. See Mason et al. , Academi
c, San Diego, (1988) Vol. XVI
II, p. 22) Generally, only an ultrasonic wave having a small amplitude can be generated, but the above method solves this problem.
【０００５】周波数が１００ＭＨｚ以上の超音波につい
ては、２つのレーザービームによる干渉縞の走査速度
を、その干渉縞によって励起される超音波の位相速度と
等しくする位相走査干渉縞法が開発されている（［５］
Ｈ．Ｎｉｓｈｉｎｏ ｅｔ ａｌ．，Ａｐｌｌ．Ｐｈｙ
ｓ．Ｌｅｔｔ．，６２，（１９９３）２０３６）。この
走査干渉縞法を、指向性のあるバルク超音波の励起に拡
張したものもある（特願平４−３５５５２２）。さら
に、走査干渉縞法の空間分解能を上げる方法としては、
フレネルレンズ状の走査干渉縞を発生させて励起する方
法がある（特願平８−２９９２８５）。For an ultrasonic wave having a frequency of 100 MHz or more, a phase scanning interference fringe method has been developed in which the scanning speed of interference fringes by two laser beams is made equal to the phase speed of ultrasonic waves excited by the interference fringes. ([5]
H. Nishino et al. , Apll. Phys
s. Lett. , 62, (1993) 2036). There is a method in which this scanning interference fringe method is extended to excitation of directional bulk ultrasonic waves (Japanese Patent Application No. 4-355522). Further, as a method of increasing the spatial resolution of the scanning interference fringe method,
There is a method of generating and exciting a scanning interference fringe in the form of a Fresnel lens (Japanese Patent Application No. 8-299285).
【０００６】また、本発明の特徴である電歪材料ではな
く熱歪を発生させる材料を塗布する方法は過去にいくつ
か提案されている。しかしながら電歪と熱歪の効果で
は、電歪のほうが歪み発生効率が高く大きな超音波の励
起には有効である。In the past, several methods of applying a material that generates thermal strain instead of the electrostrictive material, which is a feature of the present invention, have been proposed. However, among the effects of electrostriction and thermal strain, electrostriction has higher strain generation efficiency and is more effective for exciting large ultrasonic waves.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のレー
ザーを用いて熱弾性効果による超音波を励起する方法
は、使用するレーザーに対して被検体が透明な場合、光
吸収による熱膨張に伴う熱弾性効果が発生せず、超音波
の音源となるべく歪みが起きないため、適用できなかっ
た。By the way, the conventional method of exciting ultrasonic waves by means of a thermoelastic effect using a laser uses a method in which the object to be used is transparent to the laser to be used. It could not be applied because the elastic effect did not occur and the sound source was not distorted as much as possible.
【０００８】一方で上記参考文献［４］で示すように、
被写体に光熱変換を誘発する材料を塗布する方法が報告
されているが、被写体がフィルム状の場合には塗布を均
一にすることが難しく、塗布が不均一であると励起され
る超音波にも不均一性が生じ、検査の信頼性が低下する
という問題点を有している。さらに、光から熱を誘起
し、それを歪みに変換して音源とする方法は基本的にエ
ネルギー変換効率が悪く、これは非破壊で行う熱弾性効
果を用いたレーザー超音波における大きな欠点の一つで
もある。On the other hand, as shown in the above reference [4],
A method of applying a material that induces photothermal conversion to a subject has been reported, but it is difficult to make the coating uniform when the subject is in the form of a film. There is a problem that non-uniformity occurs and the reliability of the inspection decreases. Furthermore, the method of inducing heat from light and converting it into distortion to generate a sound source basically has low energy conversion efficiency, which is one of the major drawbacks of laser ultrasound using the non-destructive thermoelastic effect. There is also one.
【０００９】本発明は、上記の問題点を解決するもの
で、レーザーを用いて、透明な被検体にも超音波の励起
が可能で、さらに熱弾性効果による方法に比べて飛躍的
に励起効率を向上させる方法とそれを具体化するための
装置を提供することを課題とする。The present invention solves the above-mentioned problems, and it is possible to excite an ultrasonic wave to a transparent object by using a laser, and the excitation efficiency is dramatically improved as compared with the thermoelastic effect method. It is an object of the present invention to provide a method for improving the method and an apparatus for realizing the method.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明において上記の課
題を達成するために、まず請求項１の発明では、被検体
表面部位に電歪効果を有する材料をコーティングし、電
歪効果を有する材料をコーティングした被検体表面部位
に、可干渉性で互いに異なる周波数の平行レーザービー
ム２本を重ねて照射することによって、単一方向に走査
される干渉縞を生成し、この干渉縞の電歪効果によって
被検体表面にコーティングした電歪効果を有する材料に
干渉縞と同じ間隔を持つ歪み分布を形成し、これを音源
となし、この音源によって被検体に励起される超音波が
被検体の電歪効果を有する材料をコーティングした表面
に作る波面の位相速度と、干渉縞の位相速度とが等しい
ときに効率良く超音波を励起する、ことを特徴とするレ
ーザーによる超音波励起方法としたものである。In order to attain the above object, the present invention firstly comprises coating a surface of an object with a material having an electrostrictive effect, and forming a material having an electrostrictive effect on the surface of the subject. By irradiating two superposed coherent parallel laser beams of different frequencies on the surface of the object coated with, an interference fringe scanned in a single direction is generated, and the electrostriction effect of this interference fringe is generated. A strain distribution having the same interval as the interference fringes is formed on the material having an electrostrictive effect coated on the surface of the subject by using the sound source as a sound source, and the ultrasonic wave excited by the subject by the sound source causes the electrostriction of the subject. Ultrasonic sound produced by a laser, which efficiently excites ultrasonic waves when the phase velocity of the wavefront created on the surface coated with the effective material and the phase velocity of the interference fringes are equal. It is obtained by the excitation method.
【００１１】また請求項２の発明では、電歪効果を有す
る材料をコーティングした被検体表面部位に、可干渉性
で互いに異なる周波数の平行レーザービーム２本を重ね
て照射することによって、単一方向に走査される干渉縞
を生成し、この干渉縞の電歪効果によって被検体表面に
コーティングした電歪効果を有する材料に干渉縞と同じ
間隔を持つ歪み分布を形成し、これを音源となし、この
音源によって被検体に励起される超音波が被検体の電歪
効果を有する材料をコーティングした表面に作る波面の
位相速度と、干渉縞の位相速度とが等しいときに効率良
く超音波を励起し、一方、被検体中を伝搬する超音波を
プローブ光を利用して検出する、ことを特徴とするレー
ザーによる超音波励起検出装置としたものである。According to the second aspect of the present invention, two parallel laser beams of coherent and mutually different frequencies are superposedly irradiated on the surface of the object coated with a material having an electrostrictive effect, so as to be irradiated in a single direction. The interference fringes are generated by scanning, and a strain distribution having the same interval as the interference fringes is formed on the material having the electrostriction effect coated on the surface of the subject by the electrostriction effect of the interference fringes, and this is regarded as a sound source, Ultrasonic waves that are excited by the object by the sound source efficiently excite the ultrasonic waves when the phase velocity of the wavefront created on the surface of the object coated with a material having an electrostrictive effect is equal to the phase velocity of the interference fringes. On the other hand, an ultrasonic excitation detection apparatus using a laser is characterized in that an ultrasonic wave propagating in a subject is detected using probe light.
【００１２】また請求項３の発明では、被検体中を伝搬
してきた超音波をプローブ光を利用して検出する方法と
して、光学的ナイフエッジ法、又はヘテロダイン法、又
はホモダイン干渉法、又はファブリーペロー干渉法を用
いることを特徴とする請求項２記載のレーザーによる超
音波励起検出装置としたものである。According to a third aspect of the present invention, an optical knife edge method, a heterodyne method, a homodyne interferometry, or a Fabry-Perot method is used as a method for detecting an ultrasonic wave propagating in a subject using probe light. An ultrasonic excitation and detection apparatus using a laser according to claim 2, wherein an interference method is used.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】本発明は、上記の課題を達成する
ために、まず電歪効果を有する材料を被検体表面部位に
コーティングすることを特徴とする。電歪効果を有する
材料としては、例えばＴｅＯ2やＬｉＮｂＯ3等が考えら
れるが、本発明はこれらに限定されるものではない。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that a material having an electrostrictive effect is first coated on a surface of a subject. Examples of a material having an electrostrictive effect include TeO 2 and LiNbO 3, but the present invention is not limited to these.
【００１４】さらに、コーティングした被検体の表面部
位に、可干渉性で互いに異なる周波数のレーザービーム
２本を重ねて照射することによって、単一方向に走査さ
れる干渉縞を生成する。この干渉縞のもたらす光の電場
が引き起こす電歪効果によって被検体の表面部位にコー
ティングした電歪効果を有する材料に、干渉縞と同じ間
隔を持つ歪み分布を形成し、これが音源となる。そし
て、この音源によって被検体に励起される超音波が被検
体の電歪効果を有する材料をコーティングした表面に作
る波面の位相速度と、干渉縞の位相速度とが等しいとき
に、超音波を効率良く励起することを特徴とする。Further, by irradiating two superposed coherent laser beams having different frequencies to the coated surface of the subject, interference fringes scanned in a single direction are generated. Due to the electrostriction effect caused by the electric field of light caused by the interference fringes, a strain distribution having the same interval as the interference fringes is formed on the material having the electrostriction effect coated on the surface of the subject, and this becomes a sound source. When the phase velocity of the wavefront created on the surface of the specimen coated with the material having the electrostrictive effect is equal to the phase velocity of the interference fringes, the ultrasonic wave is excited by the sound source. It is characterized by good excitation.
【００１５】そして、本発明の装置では、励起された超
音波を、プローブ光を利用して非接触非破壊で検出する
ことを特徴としている。このプローブ光を利用して非接
触非破壊で検出する方法の例としては、光学的ナイフエ
ッジ法、ヘテロダイン干渉法、ホモダイン干渉法、ファ
ブリーペロー干渉法を挙げることができるが、これだけ
に限られないことは言うまでもない。The apparatus according to the present invention is characterized in that excited ultrasonic waves are detected in a non-contact and non-destructive manner using probe light. Non-contact and non-destructive detection methods using the probe light include, but are not limited to, optical knife edge method, heterodyne interferometry, homodyne interferometry, and Fabry-Perot interferometry. Needless to say.
【００１６】[0016]
【実施例】以下、本発明方法と装置の実施例を説明す
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the method and apparatus according to the present invention will be described below.
【００１７】本実施例では、被検体として、まず、ＰＥ
Ｔ（ポリエチレンテレフタラート）樹脂フィルムを取り
上げる。ＰＥＴ樹脂フィルムは、透明なフィルムであ
り、このままではレーザーを用いて超音波を励起するこ
とはできない。そこで、図２に示すように、真空チェン
バー中にて厚さ５ｍｍのＰＥＴ樹脂フィルム（２１）の
表面に、電歪材料である厚さ０．１μｍのＴｅＯ2（２
２）をスパッターリングによりコーティングする。In this embodiment, as the subject, first, PE
Take a T (polyethylene terephthalate) resin film. The PET resin film is a transparent film, and it is impossible to excite ultrasonic waves using a laser as it is. Therefore, as shown in FIG. 2, a 0.1 μm thick TeO 2 (2), which is an electrostrictive material, is placed on the surface of a 5 mm thick PET resin film (21) in a vacuum chamber.
2) is coated by sputtering.
【００１８】次に、本発明装置を、図２を用いて説明す
る。励起には、パルスＮｄ：ＹＡＧレーザー（１）の第
２高調波を用いる。この第２高調波の波長は、５３２ｎ
ｍである。一般に熱弾性効果を用いるレーザー超音波法
では、尖頭値の大きなパルスレーザーを用いるが、これ
は熱弾性のエネルギー変換効率が低いからである。本実
施例でもパルスレーザーを用いているが、エネルギー変
換効率の高い電歪効果を用いる本発明においては、連続
波レーザーを用いても良く、装置のコストが安価になる
特徴を有している。Next, the apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. The second harmonic of the pulsed Nd: YAG laser (1) is used for excitation. The wavelength of this second harmonic is 532n
m. Generally, in the laser ultrasonic method using the thermoelastic effect, a pulse laser having a large peak value is used, because the energy conversion efficiency of thermoelasticity is low. Although a pulse laser is used in this embodiment, a continuous wave laser may be used in the present invention which uses an electrostrictive effect having high energy conversion efficiency, and has a feature that the cost of the apparatus is reduced.
【００１９】発振されたレーザービーム（２）は、ビー
ムスプリッター（３）によって２本のレーザービーム
（５）と（６）に分けられる。レーザービーム（５）
は、駆動周波数１００ＭＨｚのブラッグセル（１４）を
透過する。すると、レーザービーム（５）の透過後の周
波数は、透過前の周波数よりも１００ＭＨｚ高くなる。
レーザービーム（５）とレーザービーム（６）は、最終
的に被検体（７）にコーティングしたＴｅＯ2の表面に
向かって、それぞれ入射角０．７６２度及び−０．７６
２度で照射され、単一方向に走査速度を持つ干渉縞が被
検体（７）にコーティングしたＴｅＯ2の表面に形成さ
れる。その結果、干渉縞のもたらす光の電場が引き起こ
す電歪効果によって被検体（７）にコーティングしたＴ
ｅＯ2に、干渉縞と同じ間隔を持つ歪み分布が形成さ
れ、これが音源となって被検体（７）に超音波を励起す
る。干渉縞の走査速度と、超音波が被検体（７）にコー
ティングしたＴｅＯ2の表面に作る波面の位相速度とが
等しいので、この超音波が特に強く励起される。The oscillated laser beam (2) is divided into two laser beams (5) and (6) by a beam splitter (3). Laser beam (5)
Pass through a Bragg cell (14) with a driving frequency of 100 MHz. Then, the frequency after transmission of the laser beam (5) becomes higher by 100 MHz than the frequency before transmission.
The laser beam (5) and the laser beam (6) are finally directed to the surface of the TeO 2 coated on the subject (7) at incident angles of 0.762 ° and −0.76, respectively.
Irradiation is performed twice, and interference fringes having a scanning speed in a single direction are formed on the surface of the TeO 2 coated on the subject (7). As a result, the test object (7) is coated with T by the electrostriction effect caused by the electric field of light caused by the interference fringes.
A strain distribution having the same interval as the interference fringes is formed in eO 2 , and this serves as a sound source to excite ultrasonic waves to the subject (7). Since the scanning speed of the interference fringes is equal to the phase speed of the wavefront created on the surface of TeO 2 coated on the subject (7) by the ultrasonic waves, the ultrasonic waves are particularly strongly excited.
【００２０】被検体として、透明アクリル樹脂を用い、
これの表面にＴｅＯ2をコーティングした場合にも、非
接触非破壊で表面伝搬する縦波を励起することができる
ことを確認した。このようなことは、従来の技術では困
難であった。A transparent acrylic resin is used as a subject,
It was confirmed that even when TeO 2 was coated on the surface, a longitudinal wave propagating on the surface could be excited in a non-contact and non-destructive manner. This has been difficult with conventional techniques.
【００２１】一方、被検体（７）に励起した超音波を検
出するためのプローブ光として、アルゴンイオン連続波
レーザー（８）が発振する波長５１４ｎｍのレーザービ
ーム（９）を用いる。レーザービーム（９）は集光レン
ズ（１０）を介して被検体（７）に照射される。この被
検体（７）におけるレーザービーム（９）の照射位置に
は、反射効率を高めるために厚さ１００ｎｍ程度のアル
ミ蒸着を施している。被検体（７）にて反射したレーザ
ービーム９は、表面を伝搬する縦波によってその反射角
が変化する。この変化を、アバランシェフォトダイオー
ド（１１）とその手前に設置したナイフエッジ（１
２）、さらにデジタルオシロスコープ（１３）から成る
検出手段を用いて、ナイフエッジ法（Ｒ．Ａｄｌｅｒ
ｅｔ ａｌ．，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｓｏｎｉｃｓ
ａｎｄ Ｕｌｔｒａｓｏｎ ．，ＳＵ−１５，（１９６
８）１５７）により検出する。On the other hand, a laser beam (9) having a wavelength of 514 nm oscillated by an argon ion continuous wave laser (8) is used as probe light for detecting ultrasonic waves excited on the subject (7). The subject (7) is irradiated with the laser beam (9) via the condenser lens (10). The irradiation position of the laser beam (9) on the subject (7) is subjected to aluminum vapor deposition with a thickness of about 100 nm in order to increase the reflection efficiency. The reflection angle of the laser beam 9 reflected by the subject (7) changes due to the longitudinal wave propagating on the surface. This change is reflected in the avalanche photodiode (11) and the knife edge (1
2) Further, using a detection means comprising a digital oscilloscope (13), a knife edge method (R. Adler) is used.
et al. , IEEE Trans. Sonics
and Ultrason. , SU-15, (196
8) Detected by 157).
【００２２】本実施例では光学的ナイフエッジ法を用い
ているが、それ以外にもヘテロダイン干渉法やホモダイ
ン干渉法、ファブリーペロー干渉法が採用できる。In this embodiment, the optical knife edge method is used, but other than this, a heterodyne interferometry, a homodyne interferometry, or a Fabry-Perot interferometry can be adopted.
【００２３】[0023]
【発明の効果】本発明は、次の３つの効果がある。第１
に、透明な材料等、熱弾性効果が小さな材料に対して
も、超音波を励起できる。第２に、周波数レンジが数１
０ＭＨｚから数ＧＨｚまでと幅広い超音波の中から単一
でコヒーレンスの良い振幅の大きな超音波を励起でき
る。第３に、以上の効果により、従来のレーザ超音波で
は扱えなかった透明な被検体に対して適用できることか
ら、遠隔からの弾性機械的性質の評価や非破壊検査等、
広範囲な応用が期待できる。The present invention has the following three effects. First
In addition, ultrasonic waves can be excited even for a material having a small thermoelastic effect, such as a transparent material. Second, if the frequency range is
From a wide range of ultrasonic waves from 0 MHz to several GHz, a single ultrasonic wave with good coherence and large amplitude can be excited. Third, because of the above-mentioned effects, it can be applied to a transparent subject that cannot be handled by conventional laser ultrasound, so that it can be used to remotely evaluate elasto-mechanical properties or perform non-destructive inspection.
Extensive application can be expected.
【図１】本発明の超音波励起検出装置の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of an ultrasonic excitation detection device of the present invention.
【図２】実施例で用いた被検体の断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of a subject used in an example.
１…パルスＮｄ：ＹＡＧレーザー ２…レーザービーム ３…ハービームスプリッター ４…ミラー ５…レーザービーム ６…レーザービーム ７…被検体 ８…アルゴンイオン連続波レーザー ９…レーザービーム １０…集光レンズ １１…アバランシェフォトダイオード １２…ナイフエッジ １３…デジタルオシロスコープ １４…ブラッグセル ２１…ＰＥＴ樹脂フィルム ２２…ＴｅＯ2 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pulse Nd: YAG laser 2 ... Laser beam 3 ... Har beam splitter 4 ... Mirror 5 ... Laser beam 6 ... Laser beam 7 ... Subject 8 ... Argon continuous wave laser 9 ... Laser beam 10 ... Condenser lens 11 ... Avalanche Photodiode 12 Knife edge 13 Digital oscilloscope 14 Bragg cell 21 PET resin film 22 TeO 2
Claims (3)
コーティングし、 電歪効果を有する材料をコーティングした被検体表面部
位に、可干渉性で互いに異なる周波数の平行レーザービ
ーム２本を重ねて照射することによって、単一方向に走
査される干渉縞を生成し、 この干渉縞の電歪効果によって被検体表面にコーティン
グした電歪効果を有する材料に干渉縞と同じ間隔を持つ
歪み分布を形成し、これを音源となし、 この音源によって被検体に励起される超音波が被検体の
電歪効果を有する材料をコーティングした表面に作る波
面の位相速度と、干渉縞の位相速度とが等しいときに効
率良く超音波を励起する、 ことを特徴とするレーザーによる超音波励起方法。1. An object surface part coated with an electrostrictive material is coated with two coherent parallel laser beams having different frequencies from each other on the object surface part coated with the electrostrictive material. By irradiating the interference fringes, an interference fringe that is scanned in a single direction is generated, and a strain distribution having the same interval as the interference fringes is formed on the material having the electrostriction effect coated on the surface of the subject by the electrostriction effect of the interference fringes. The sound source is formed as a sound source, and the phase velocity of the wavefront created by the ultrasonic waves excited by the subject on the object coated with the material having the electrostrictive effect is equal to the phase velocity of the interference fringes. An ultrasonic excitation method using a laser, which sometimes efficiently excites ultrasonic waves.
被検体表面部位に、可干渉性で互いに異なる周波数の平
行レーザービーム２本を重ねて照射することによって、
単一方向に走査される干渉縞を生成し、 この干渉縞の電歪効果によって被検体表面にコーティン
グした電歪効果を有する材料に干渉縞と同じ間隔を持つ
歪み分布を形成し、これを音源となし、 この音源によって被検体に励起される超音波が被検体の
電歪効果を有する材料をコーティングした表面に作る波
面の位相速度と、干渉縞の位相速度とが等しいときに効
率良く超音波を励起し、 一方、被検体中を伝搬する超音波をプローブ光を利用し
て検出する、 ことを特徴とするレーザーによる超音波励起検出装置。2. A method in which two parallel laser beams of coherent and different frequencies are superimposedly irradiated on a surface of a subject coated with a material having an electrostrictive effect,
An interference fringe that is scanned in a single direction is generated, and a strain distribution having the same interval as the interference fringes is formed on the material having the electrostriction effect coated on the surface of the subject by the electrostriction effect of the interference fringe. When the phase velocity of the wavefront created on the surface of the specimen coated with the material having the electrostrictive effect is equal to the phase velocity of the interference fringes, the ultrasonic An ultrasonic excitation and detection apparatus using a laser, wherein ultrasonic waves propagating in the subject are detected using probe light.
光を利用して検出する方法として、光学的ナイフエッジ
法、又はヘテロダイン法、又はホモダイン干渉法、又は
ファブリーペロー干渉法を用いることを特徴とする請求
項２記載のレーザーによる超音波励起検出装置。3. A method for detecting an ultrasonic wave propagating in a subject using a probe light, wherein an optical knife edge method, a heterodyne method, a homodyne interferometry, or a Fabry-Perot interferometry is used. 3. An ultrasonic excitation detection apparatus using a laser according to claim 2, wherein:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10249540A JP2000074886A (en) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | Ultrasonic wave exciting method by laser, and ultrasonic wave excitation detecting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| WO2021256991A1 (en) * | 2020-06-18 | 2021-12-23 | Agency For Science, Technology And Research | A light-acoustic system and a method for detecting an anomaly in a structure |
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-
1998
- 1998-09-03 JP JP10249540A patent/JP2000074886A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021256991A1 (en) * | 2020-06-18 | 2021-12-23 | Agency For Science, Technology And Research | A light-acoustic system and a method for detecting an anomaly in a structure |
| CN116593400A (en) * | 2023-07-17 | 2023-08-15 | 国家电投集团江西电力有限公司 | Method and system for detecting black spot damage of solar panel |
| CN116593400B (en) * | 2023-07-17 | 2023-10-17 | 国家电投集团江西电力有限公司 | Method and system for detecting black spot damage of solar panel |
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