JP5528385B2 - ポアソン比の計測方法、及び計測装置 - Google Patents
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Description
被検査体に超音波発生用パルス発振レーザ光を照射し、被検査体に超音波を発生させるステップと、
前記被検査体に超音波発生用パルス発振レーザ光と波長の異なる超音波検出用レーザ光を照射するステップと、
前記被検査体に超音波発生用パルス発振レーザ光を照射して発生した超音波の振動によりドップラーシフトを受けた前記超音波検出用レーザ光の反射光を受信し、前記ドップラーシフトの量に応じた強度の光を出力するステップと、
前記ドップラーシフトの量に応じた強度の光を用いて、前記ドップラーシフトの量から前記被検査体に発生した超音波の強度波形を算出するステップと、
前記超音波の強度波形の周波数解析を行い、前記被検査体に発生した群速度ゼロのS1モードの板波超音波の周波数、及び、縦波の共振周波数を算出するステップと、
算出された群速度ゼロのS1モードの板波超音波の周波数、及び、縦波の共振周波数からポアソン比を算出するステップを備えることを特徴とするポアソン比の計測方法。
被検査体に超音波を発生させるための超音波発生用パルス発振レーザ光を照射する超音波発生用レーザ照射部と、
前記被検査体に超音波発生用パルス発振レーザ光と波長の異なる超音波検出用レーザ光を照射する超音波検出用レーザ照射部と、
前記被検査体に超音波発生用パルス発振レーザ光を照射して発生した超音波の振動によりドップラーシフトを受けた前記超音波検出用レーザ光の反射光を受信し、前記ドップラーシフトの量に応じた強度の光を出力する受信部と、
前記ドップラーシフトの量に応じた強度の光を用いて、前記ドップラーシフトの量から前記被検査体に発生した超音波の強度波形を算出する第一の処理部と、
前記超音波の強度波形の周波数解析を行い、前記被検査体に発生した群速度ゼロのS1モードの板波超音波の周波数、及び、縦波の共振周波数を算出する第二の処理部と、
算出された群速度ゼロのS1モードの板波超音波の周波数、及び、縦波の共振周波数からポアソン比を算出する第三の処理部を備えることを特徴とするポアソン比の計測装置。
実施例において得られた結果が妥当であるかを調べるために、公知の方法である、アブレーションを利用した計測法で、ポアソン比νを算出した。比較例において、被検査体に照射されている超音波発生用のパルスレーザ光の強さは3.5mmJ/mm2であり、これは、微小なアブレーションが生じる程度の強さである。
2 レーザ光
3 対象物の蒸発
4 超音波
5 温度上昇領域
6 超音波発生用レーザ光のパルス波形
7 超音波検出用レーザ光のパルス波形
8 超音波検出用レーザ光の連続波波形
9 超音波発生用レーザ光の照射スポット
10 超音波検出用レーザ光の照射スポット
11 被検査体
21 超音波発生用レーザ光源
22a、22b ミラー
23 フィルター
24 集光レンズ
31 超音波検出用レーザ光源
32a、32b、32c、32d ミラー
33 集光レンズ
34a、34b 偏光ビームスプリッタ
41 受信部
42 ファブリ・ペロー干渉計
43 偏光ビームスプリッタ
44a、44b アバランシェ・フォトダイオード
45 安定化回路
51 算出部
51a 周波数スペクトル算出部
51b 周波数ピーク同定算出部
51c ポアソン比算出部
61 表示装置
DL 超音波検出用レーザ光
DLP 超音波検出用レーザ光のP偏光成分
DLS 超音波検出用レーザ光のS偏光成分
GL 超音波発生用レーザ光
Claims (12)
- 被検査体のポアソン比を計測する方法であって、
被検査体に超音波発生用パルス発振レーザ光を照射し、被検査体に超音波を発生させるステップと、
前記被検査体に超音波発生用パルス発振レーザ光と波長の異なる超音波検出用レーザ光を照射するステップと、
前記被検査体に超音波発生用パルス発振レーザ光を照射して発生した超音波の振動によりドップラーシフトを受けた前記超音波検出用レーザ光の反射光を受信し、前記ドップラーシフトの量に応じた強度の光を出力するステップと、
前記ドップラーシフトの量に応じた強度の光を用いて、前記ドップラーシフトの量から前記被検査体に発生した超音波の強度波形を算出するステップと、
前記超音波の強度波形の周波数解析を行い、前記被検査体に発生した群速度ゼロのS1モードの板波超音波の周波数、及び、縦波の共振周波数を算出するステップと、
算出された群速度ゼロのS1モードの板波超音波の周波数、及び、縦波の共振周波数からポアソン比を算出するステップを備えることを特徴とするポアソン比の計測方法。 - 前記超音波検出用レーザ光は、パルス発振レーザ光であること特徴とする請求項1に記載のポアソン比の計測方法。
- 前記超音波検出用レーザ光のピーク出力が、100〜1000W、パルス幅が、50μs〜1msであることを特徴とする請求項2に記載のポアソン比の計測方法。
- 前記超音波発生用パルス発振レーザ光を前記被検査体に照射し超音波を発生させる際に、該超音波発生用パルス発振レーザ光を点状スポットで照射することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のポアソン比の計測方法。
- 前記超音波検出用レーザ光を、前記超音波発生用パルス発振レーザ光を照射する前記点状スポット域内に照射することを特徴とする請求項4に記載のポアソン比の計測方法。
- 前記被検査体に超音波発生用パルス発振レーザ光を照射して発生した超音波の振動によりドップラーシフトを受けた前記超音波検出用レーザ光を受信し、前記ドップラーシフトの量に応じた強度の光を出力する方法は、前記ドップラーシフトを受けた前記超音波検出用レーザ光を干渉計で干渉させ、該干渉計から該ドップラーシフトの量に応じた強度の光を出力する方法であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のポアソン比の計測方法。
- 被検査体のポアソン比を計測する装置であって、
被検査体に超音波を発生させるための超音波発生用パルス発振レーザ光を照射する超音波発生用レーザ照射部と、
前記被検査体に超音波発生用パルス発振レーザ光と波長の異なる超音波検出用レーザ光を照射する超音波検出用レーザ照射部と、
前記被検査体に超音波発生用パルス発振レーザ光を照射して発生した超音波の振動によりドップラーシフトを受けた前記超音波検出用レーザ光の反射光を受信し、前記ドップラーシフトの量に応じた強度の光を出力する受信部と、
前記ドップラーシフトの量に応じた強度の光を用いて、前記ドップラーシフトの量から前記被検査体に発生した超音波の強度波形を算出する第一の処理部と、
前記超音波の強度波形の周波数解析を行い、前記被検査体に発生した群速度ゼロのS1モードの板波超音波の周波数、及び、縦波の共振周波数を算出する第二の処理部と、
算出された群速度ゼロのS1モードの板波超音波の周波数、及び、縦波の共振周波数からポアソン比を算出する第三の処理部を備えることを特徴とするポアソン比の計測装置。 - 前記超音波検出用レーザ照射部は、パルス発振レーザ光源を備えること特徴とする請求項7に記載のポアソン比の計測装置。
- 前記パルス発振レーザ光源は、ピーク出力が、100〜1000W、パルス幅が、50μs〜1msのレーザ光を照射できることを特徴とする請求項8に記載のポアソン比の計測装置。
- 前記超音波発生用レーザ照射部は、被検査体の表面に点状スポットでパルス発振レーザ光を照射することができることを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に記載のポアソン比の計測装置。
- 前記超音波検出用レーザ照射部は、前記超音波発生用レーザ照射部が被検査体の表面に照射したパルス発振レーザ光の点状スポット域内にレーザ光を照射することができることを特徴とする請求項10に記載のポアソン比の計測装置。
- 前記受信部は、前記被検査体に超音波発生用パルス発振レーザ光を照射して発生した超音波の振動によりドップラーシフトを受けた前記超音波検出用レーザ光を入力して干渉させ、ドップラーシフトの量に応じた強度の光を出力する干渉計であることを特徴とする請求項7〜11のいずれか1項に記載のポアソン比の計測装置。
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