KR20110010111A - 초음파 검사를 위한 중간-적외선 레이저를 생성하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

초음파 검사를 위한 중간-적외선 레이저를 생성하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

초음파 시험 방법은 방사파의 파장을 복합물의 개선된 초음파 시험을 위한 중간 적외선 파장으로 효율적으로 변환함으로써 레이저 소스로부터의 방사파를 조절하는 단계를 포함한다. 본 방법은 제1 광학 주파수 변환기를 통해 방사파를 통과시키는 단계를 포함하고, 방사파는 신호파와 유휴파로 변환되며, 유휴파는 중간 적외선 파장이다. 본 방법은 신호파 및 유휴파를 제2 광학 주파수 변환기로 안내하는 단계를 더 포함하며, 신호파 파장은 중간 적외선 파장으로 변환되고 이는 유휴파와 조합되어 생성파를 형성한다. 생성파는 시험 대상 복합물 표면으로 안내된다.

Description

초음파 검사를 위한 중간-적외선 레이저를 생성하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR GENERATING MID-IR LASER FOR ULTRASOUND INSPECTION}
본 발명은 일반적으로 비파괴 시험(non-destructive testing)의 분야에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 중간 적외선 파장(mid-IR wavelength)의 생성 레이저 빔(generation laser beam)을 형성하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
복합 재료 생성 분야의 최근의 발전은 복합 재료의 용도를 매우 다양한 용례로 확장시켰다. 그 낮은 중량과 조합된 그 높은 강도 및 내구성에 기인하여, 복합물은 특정 부하 지지 구성요소를 위한 베이스 재료로서 금속 및 금속 합금을 대체하고 있다. 예를 들어, 복합물은 이제 자동차, 선박 및 항공기 같은 수송체의 본체 부품 및 구조체를 위한 재료로서 일반적으로 사용되고 있다. 그러나, 복합물의 기계적 완전성을 보증하기 위해, 엄격한 검사가 필요하다. 복합물로 이루어진 구성요소의 제조시에, 그리고, 이러한 구성요소의 수명 동안 주기적으로 검사가 요구되는 것이 일반적이다.
레이저 초음파는 복합 재료로 이루어진 대상물의 검사 방법의 일례이다. 이 방법은 복합물의 일부를 펄스형 레이저로 조사함으로써 복합물 표면 상에 초음파 진동을 발생시키는 것을 포함한다. 진동하는 표면으로 검출 레이저 빔(detection laser beam)이 안내되고, 이 검출 레이저 빔은 표면 진동에 의해 산란된다. 수집 광학계(collection optics)는 산란된 검출 레이저 광을 수신하고, 처리를 위해 이 광을 안내한다. 산란된 레이저 광 처리는 통상적으로 수집 광학계에 결합된 간섭계(interferometer)에 의해 수행된다. 복합물에 관한 정보는 산란된 광 처리로부터 확인될 수 있고, 이 정보는 균열(crack), 박리(delamination), 공극(porosity) 및 섬유(fiber) 정보의 검출을 포함한다.
본 명세서에는 초음파 시험 방법이 개시되어 있으며, 이 방법은 펌프 레이저(pump laser)로부터 제1 광학 변환기로 방사파(radiation wave)를 안내하는 단계로서, 제1 광학 변환기는 방사파를 신호파와 유휴파(idler wave)로 변환하고, 유휴파 파장은 중간 적외선 범위에 있는, 펌프 레이저로부터 제1 광학 변환기로 방사파를 안내하는 단계와, 제2 광학 변환기로 신호파 및 유휴파를 안내하는 단계로서, 제2 광학 변환기는 신호파 파장을 중간 적외선 범위로 변환하고, 유휴파는 실질적으로 변하지 않고 제2 광학 변환기를 통과하며, 유휴파는 변환된 신호파와 조합되어 단일 출력파를 형성하는, 신호파 및 유휴파를 제2 광학 변환기로 안내하는 단계와, 검사 대상물의 초음파 시험을 위해 검사 대상물의 검사 표면으로 단일 출력파를 안내하는 단계를 포함한다.
출력파는 검사 표면 상에 초음파 변위부를 생성하기 위한 생성파(generation wave), 및/또는, 검사 표면 상의 초음파 변위부를 검출하기 위한 생성파일 수 있다. 검사 표면은 복합물을 포함할 수 있다. 하나의 실시예에서, 제1 광학 변환기는 광 파라메트릭 발진기(optical parametric oscillator)이다. 하나의 실시예에서, 제2 광학 변환기는 광 파라메트릭 변환기 또는 차주파수 발생기(difference frequency generator)일 수 있다. 선택적으로, 제1 및 제2 광학 변환기는 단일 크리스탈(crystal)에 조합된다. 제1 광학 변환기 및 제2 광학 변환기는 크리스탈의 다른 부분들에 분리될 수 있으며, 선택적으로, 제1 광학 변환기 및 제2 광학 변환기는 단일 크리스탈 내에서 통합된다.
초음파 시험 방법의 하나의 선택적 실시예에서, 펌프 레이저 파 파장은 약 1.064 미크론(micron)이다. 초음파 시험 방법의 하나의 선택적 실시예에서, 신호파 파장은 약 1.594 미크론이다. 초음파 시험 방법의 하나의 선택적 실시예에서, 유휴파 파장은 약 3.2 미크론이다. 본 방법의 출력파 파장은 약 3 내지 약 4 미크론의 범위일 수 있다. 선택적으로, 본 초음파 시험 방법의 하나의 실시예에서, 출력파 파장은 약 3.2 미크론이다.
본 명세서에는 테스트 대상물을 레이저 초음파 시험하는 방법이 개시되어 있으며, 이 방법은 약 1.064 미크론의 파장을 갖는 입력 레이저 파를 약 3.2 미크론의 파장을 갖는 신호파 및 약 1.594 미크론의 파장을 갖는 유휴파로 변환하는 단계와, 신호파 파장을 약 3.2 미크론으로 변환하는 단계와, 유휴파 및 변환된 신호파를 조합된 파로서 타겟 표면으로 안내함으로써 타겟 대상물의 타겟 표면 상에 초음파 진동을 발생시키는 단계를 포함한다. 이 방법은 제2 조합된 파를 생성하는 단계와, 제2 조합된 파를 진동하는 타겟 표면 상으로 안내하는 단계와, 제2 조합된 파로 타겟 표면 변위부를 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다. 입력 레이저 파를 변환하는 단계는 입력파를 광 파라메트릭 발진기로 안내하는 단계를 포함할 수 있다. 변환된 신호파를 형성하는 단계는 신호파 및 유휴파를 주파수 변환기로 안내하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서, 주파수 변환기는 광 파라메트릭 발진기 및 차주파수 발생기일 수 있다.
또한, 본 발명은 레이저 초음파 시험 시스템을 포함하며, 이 레이저 초음파 시험 시스템은 입력 레이저 소스와, 입력 레이저 소스로부터 입력파를 수신하도록 결합되고 입력파를 유휴파와 신호파로 변환하도록 구성된 제1 광학 주파수 변환기를 포함하며, 여기서, 유휴파 및 신호파는 서로 다른 파장을 갖는다. 또한, 이 시험 시스템에서는, 유휴파와 신호파를 수신하도록 결합되고, 신호파 파장을 유휴파의 실질적으로 동일한 파장으로 변환하여 변환된 신호파와 유휴파를 포함하는 조합된 출력파를 방출하도록 구성된 제2 광학 주파수 변환기가 포함 가능하고, 여기서, 조합된 출력파는 타겟 대상물의 타겟 표면으로 안내되어 타겟 표면 상에 초음파 진동을 발생시킬 수 있다. 이 시스템은 타겟 표면으로 안내될 수 있으며 타겟 표면 진동을 기록하도록 구성된 검출 레이저를 더 포함할 수 있다.
입력 레이저 파는 약 1.064 미크론의 파장을 가질 수 있다. 유휴파 및 변환된 신호파는 약 3 미크론 내지 약 4 미크론 범위의 파장을 가질 수 있다. 유휴파 및 변환된 신호파는 약 3.2 미크론의 파장을 가질 수 있다. 제1 광학 변환기는 광 파라메트릭 발진기일 수 있다. 제2 광학 변환기는 광 파라메트릭 변환기 또는 차주파수 발생기일 수 있다.
첨부 도면과 연계하여 이루어지는 설명이 진행됨에 따라 상술한 본 발명의 특징들 및 장점들 중 일부와, 다른 장점들 및 특징들이 명백해질 것이다.
도 1은 초음파 검사 시스템의 사시도이다.
도 2는 초음파 시험을 위한 광원의 실시예의 개략도를 예시한다.
도 3 및 도 4는 초음파 시험을 위한 광원의 대안적 실시예의 개략도이다.
도 3b 및 도 4b는 초음파 시험용 광원에 사용하기 위한 분극된 크리스탈(poled crystal)의 개략도이다.
도 5는 초음파 시험을 위한 광원의 대안적 실시예의 개략도이다.
본 발명은 바람직한 실시예와 연계하여 설명될 것이지만, 이는 본 발명을 이런 실시예로 한정하고자 하는 것은 아니라는 것을 이해할 것이다. 반대로, 첨부된 청구범위에 의해 규정된 바와 같은 본 발명의 취지 및 범위 내에 포함될 수 있는 모든 대안들, 변형들 및 균등물들을 포함하는 것을 의도하고 있다.
이제, 이하에서 본 발명의 실시예가 도시되어 있는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더 완전히 설명할 것이다. 그러나, 본 발명은 다수의 다른 형태로 구현될 수 있으며, 본 명세서에 기재된 예시된 실시예에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 하며, 오히려, 이들 실시예는 본 기술 분야의 당업자들에게 본 개시 내용이 철저하고 완전하도록 그리고, 본 개시 내용이 발명의 범위를 완전히 전달하도록 제공된 것이다. 유사한 참조 번호들은 전체에 걸쳐 유사한 구성 요소들을 지시한다. 첨부 도면에 대한 언급의 편의상, 방향에 관한 용어들이 단지 예시 및 참조의 목적으로 사용된다. 예를 들어, "상부", "하부", "위", "아래" 등과 같은 방향에 관한 용어들은 상호 관련된 위치를 예시하기 위해 사용되는 것이다.
변형들 및 균등물들이 본 기술 분야의 당업자들에게 명백할 것이므로, 본 발명은 도시 및 설명된 구성, 동작, 정확한 재료 또는 실시예의 정확한 세부사항에 한정되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 도면 및 명세서에서, 본 발명의 예시적 실시예가 개시되어 있으며, 비록, 특정 용어들이 사용되지만, 이들은 단지 포괄적이고, 설명적인 개념으로 사용되는 것이며, 한정의 목적으로 사용되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위의 범위에 의해서만 한정되어야 한다.
도 1은 레이저 초음파 검출 시스템(10)의 하나의 실시예의 측면 사시도를 제공한다. 검출 시스템(10)은 생성 빔(14)을 방출하고 검사 타겟(15)으로 안내하도록 형성된 레이저 초음파 유닛(12)을 포함한다. 생성 빔(14)은 검사 표면(16) 상에서 검사 타겟(15)과 접촉한다. 생성 빔(14)은 검사 표면(16)을 열탄성적으로 팽창시켜 검사 표면(16) 상에 대응하는 파 변위부(18)를 발생시킨다. 하나의 실시예에서, 생성 빔(14)은 검사 표면(16) 상에 파 변위부(18)를 발생시키도록 구성된 펄스형 레이저이다. 또한, 레이저 초음파 유닛(12)으로부터 발산되는 검출 빔(20)이 예시되어 있으며, 이 검출 빔(20)은 생성 빔(14)을 중심으로 동축인 상태로 도시되어 있다. 비록, 동일한 레이저 초음파 유닛(12)으로부터 방출되지만, 검출 빔(20)과 생성 빔(14)은 서로 다른 소스에 의해 생성된다. 그러나, 검출 빔(20)은 선택적으로 다른 유닛뿐만 아니라 다른 위치로부터 발원될 수 있다. 공지되어 있는 바와 같이, 검출 빔(20)은 위상 변조된 광(21)을 형성하기 위하여, 파 변위부(18)와 접촉시 산란(scatter), 반사(reflect) 및 위상 변조되는 검출파를 포함한다. 검출 빔(20)으로부터의 위상 변조된 광(21)은 그 후에 수집 광학계(23)에 의해 수신되고, 검사 타겟(15)에 대한 정보를 판정하기 위해 처리된다. 생성 빔(14) 및 검출 빔(20)은 전체 표면(16)에 관한 정보를 획득하기 위해 타겟(15)을 가로질러 주사될 수 있다. 빔들(14, 20)을 주사하기 위해 사용되는 메커니즘(미도시)은 레이저 초음파 유닛(12) 내에 수납될 수 있다. 메커니즘을 제어하고, 선택적으로, 수집 광학계에 의해 기록된 데이터를 처리하기 위한 프로세서(미도시)도 레이저 초음파 유닛(12) 내에 수납될 수 있다. 수집 광학계(23)는 레이저 초음파 유닛(12)으로부터 분리되어 있으면서 화살표(A)를 통해 레이저 초음파 유닛(12)과 통신하는 것으로 도시되어 있지만, 수집 광학계는 레이저 초음파 유닛(12)에 포함될 수 있다.
이제, 도 2를 참조하면, 중간 적외선 발생기(22)의 하나의 실시예가 개략도로 예시되어 있다. 추가로 상세히 후술될 바와 같이, 중간 적외선 발생기(22)는 도 1의 생성 레이저 빔(14) 중 하나를 위해 사용될 수 있는 출력파를 생성한다. 도시된 실시예에서, 중간 적외선 발생기(22)는 제1 광학 주파수 변환기(30)로 안내되는 펌프 레이저 빔(26)을 방출하는 펌프 레이저(24)를 포함한다. 제1 광학 주파수 변환기(30)는 단일 펌프 입력파를 두 개의 파들, 즉, (1) 유휴파(32) 및 (2) 신호파(36)로 변환한다. 잔여 펌프 파(34) 중 일부 분량은 변환기(30)를 통과한다. 각각의 파(32, 34, 36)는 서로 다른 파장이다. 변환기는 100% 미만의 효율로 동작하며, 펌프 레이저 빔으로부터의 에너지의 작은 부분이 이 변환기를 통해 통과하도록 한다.
제1 광학 주파수 변환기(30)로부터 방출되는 파는 제2 광학 주파수 변환기(38)로 안내된다. 제2 광학 주파수 변환기(38)는 주파수, 파장 및 에너지와 같은 그 파의 특성 중 임의의 것에도 영향을 주지 않으면서 유휴파(32)의 자유로운 통과를 가능하게 하도록 구성되어 있다. 그러나, 신호파(36) 파장은 제2 광학 주파수 변환기(38) 내에서 유휴파(32) 파장과 실질적으로 동일해지도록 변환된다. 따라서, 유휴파(32) 및 신호파(36)는 유휴파(32) 에너지 레벨보다 큰 에너지 레벨과 특정 파장을 갖는 단일 출력파(40)로 조합된다. 따라서, 중간 적외선 발생기(22)는 초음파 시험을 위한 소정 파장을 갖는 출력파(40)를 생성하도록 구성된다.
선택적으로, 입력 커플러(28) 및 출력 커플러(42)는 제1 및 제2 광학 주파수 변환기(30, 38)의 각각의 입력 및 출력 상에 배치될 수 있다. 공지된 바와 같이, 입력 및 출력 커플러(28, 42)는 변환기(30, 38)의 변환 효율을 증가시키는 광학적 공동(optical cavity)을 생성한다. 커플러(28, 42)는 출력 빔(40)의 에너지를 최대화하도록 설계된 곡률 반경과, 펌프, 유휴 및 신호 파장에서의 반사 및 전송 특성을 가진다. 설계 값은 계산, 모델링 및 실험에 의해 결정된다. 본 명세서에 설명된 장치는 도 2의 실시예에 한정되지 않으며, 다수의 다른 공동(cavity) 접근법들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 대안적 실시예는 더 많은 커플러(coupler) 또는 거울(mirror)을 포함하는 3개 또는 4개의 아암 공동(arm cavity)을 포함한다. 4개 아암 공동(53)의 예가 도 5에 도시되어 있다. 여기서, 펌프 레이저 빔(26c)은 제1 입력 커플러(54)를 통과하고, 유휴파(32c)는 출력 커플러(57)로부터 공동(53)을 벗어난다. 제1 및 제2 주파수 변환기(30b, 38b)는 공동(53)의 서로 다른 아암에 존재한다. 펌프 빔(34c)의 잔여 부분은 출력 커플러(55)로부터 출사되며, 유휴파 및 신호파는 제2 광학 주파수 변환기(38b)로부터 거울(56)을 향해 출사된다. 다수의 아암 공동의 한가지 장점은 펌프가 제2 변환기에 도달하는 것을 방지하여, 광학 코팅(optical coating) 및 손상 임계치(damage threshold)에 대한 요구가 감소된다는 것이다.
도 2의 중간 적외선 발생기(22)를 사용하는 하나의 예에서, 펌프 레이저 빔(26) 파장은 약 1.064 미크론이다. 본 실시예에서, 제1 광학 주파수 변환기(30)는 펌프 레이저 빔(26)을 유휴파(32)로 변환하도록 구성되며, 유휴파(32) 파장은 약 3.2 미크론이고, 신호파(36) 파장은 약 1.594 미크론이다. 또한, 본 실시예에서, 제2 광학 주파수 변환기(38)는 신호파(36)를 약 1.594 미크론으로부터 약 3.2 미크론으로 변환하면서 유휴파(32)의 자유로운 통과를 허용하도록 구성된다. 따라서, 제2 광학 주파수 변환기(38)는 변환된 신호파(36)를 생성하고, 이 변환된 신호파는 통과 유휴파(32)와 조합되어 출력파(40)를 형성한다. 따라서, 제2 광학 주파수 변환기(38)의 사용은 변환된 신호파(36)를 통해 에너지를 회수함으로써 출력파(40)의 파워(power)를 증가시킨다. 파장이 중간 적외선 범위, 즉, 약 3 미크론 내지 약 4 미크론의 범위인 레이저 파를 사용함으로써 복합 재료의 레이저 초음파 시험이 크게 향상된다는 것이 판명되어 있다. 더욱 구체적으로, 파장이 약 3.2 미크론인 레이저 파를 사용함으로써 복합물 표면의 개선된 검출이 실현된다. 이런 레이저를 사용하여 평가될 수 있는 복합물 표면 특성은 결함, 박리, 함유물, 균열, 및 섬유 배향과 섬유 밀도와 같은 섬유 특성을 포함한다.
본 장치 및 방법을 사용하는 다른 장점은 다수의 양호한 성능의 레이저 펌프가 대략 1 미크론에서 동작한다는 것이며, 몇몇을 거론하자면 이들은 Nd:YAG, Yb:YAG 및 Nd:YVO4를 포함한다. 따라서, 이들 레이저는 중간 적외선 발생기(22)의 펌프 레이저(24)를 위한 실용적인 후보를 포함한다. 하나의 실시예에서, 제1 광학 주파수 변환기(30)는 광 파라메트릭 발진기(OPO : optical parametric oscillator)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 광학 주파수 변환기(38)는 OPO 뿐만 아니라 차주파수 발생기(DFG : difference frequency generator)를 포함할 수 있다. OPO 및 DFG는 완전 상 정합 크리스탈(phase matching crystal) 또는 주기적 분극된(periodically poled) 의사-상 정합 크리스탈(quasi-phase matching crystal)로 이루어질 수 있다.
도 3a는 중간 적외선 발생기(22a)의 대안적인 실시예를 제공한다. 본 실시예에서, 펌프 레이저(24a)는 선택적인 입력 커플러(28a)를 통과하는 펌프 레이저 빔(26a)을 주파수 변환기를 향해 방출한다. 여기서, 제1 광학 주파수 변환기(30a)는 단일 크리스탈 내의 제2 광학 주파수 변환기(38a)와 조합된다. 크리스탈의 전방 부분은 제1 광학 주파수 변환기(30a)를 포함하고, 제2 부분은 제2 광학 주파수 변환기(38a)를 포함한다. 조합된 크리스탈은 함께 용융된 2개의 상 정합 크리스탈 또는 도 3b의 개략도에 도시된 의사-상 정합 주기적 분극된 크리스탈(44)로 이루어질 수 있다. 제1 광학 주파수 변환기(30a)를 형성하는 크리스탈(44)의 부분은 일련의 협폭(narrow) 그리드라인(gridline)(46)에 의해 예시되어 있다. 더 두껍고 더 이격된 광폭(wide) 그리드라인(48)은 제2 광학 주파수 변환기(38a)를 형성하는 크리스탈(44)의 부분을 예시한다. 이들 그리드라인(46, 48)은 잘 알려진 방법으로 형성된 주기적 분극(periodic poling)의 위치를 예시한다. 크리스탈(44)의 제1 섹션(section)의 분극은 펌프를 유휴 및 신호(30a)로 변환하도록 설계되는 반면, 크리스탈의 제2 섹션(38a)은 신호를 유휴로 변환하도록 설계된다.
중간 적외선 발생기(22b)의 또 다른 실시예의 개략도가 도 4a에 도시되어 있다. 본 실시예에서, 펌프 레이저(24b)는 선택적인 입력 커플러(28b)를 통해 펌프 레이저 빔(26b)을 방출하고, 여기서, 펌프 레이저 빔(26b)은 통합된 광학 주파수 변환기(50)로 수신된다. 통합된 광학 주파수 변환기(50)는 제1 및 제2 광학 주파수 변환기(30, 38)와 본질적으로 동일한 방식으로 동작하며, 본질적으로 동일한 기능을 수행한다. 통합된 광학 주파수 변환기(50)는 또한 초음파 레이저 시험용 빔으로서 사용하기 위한 출력파(40b)를 방출한다. 도 4a의 통합된 광학 주파수 변환기(50)는 통합된 주기적 분극된 크리스탈(52)로서 도 4b에 개략적으로 묘사되어 있다. 여기서, 얇은 그리드라인(46a) 및 광폭 그리드라인(48a)은 크리스탈(52)의 길이를 따라 교대로 반복된다.
그러나, 중간 적외선 발생기의 임의의 실시예에 의해 생성된 최종 파는 3.2 미크론에 한정되지 않으며, 약 3 미크론 내지 약 4 미크론을 포함할 수 있다는 점이 강조되어야 한다. 본 명세서에서 설명의 목적으로, 중간 적외선 범위는 약 3 미크론 내지 약 4 미크론의 파장을 갖는 파를 규정한다.
따라서, 본 명세서에 설명된 본 발명은 상기 목적들을 수행하고, 언급한 결과들 및 장점들뿐만 아니라, 고유한 다른 결과들 및 장점들을 얻도록 양호하게 구성될 수 있다. 본 발명의 현재의 바람직한 실시예는 개시의 목적을 위해 제공되었지만, 희망하는 결과를 달성하기 위한 절차의 세부사항에 대해 다수의 변경이 이루어진다. 이들 및 다른 유사한 변경은 본 기술 분야의 당업자들에 의해 자체적으로 손쉽게 제시될 수 있으며, 첨부된 청구범위의 범위 및 본 명세서에 개시된 본 발명의 취지 내에 포함되도록 하기 위한 것이다.

Claims (22)

  1. 펌프 레이저로부터 제1 광학 변환기로 방사파(radiation wave)를 안내하는 단계로서, 상기 제1 광학 변환기는 상기 방사파를 신호파(signal wave) 및 유휴파(idler wave)로 변환하고, 상기 유휴파 파장은 중간 적외선(mid-IR) 범위인, 펌프 레이저로부터 제1 광학 변환기로 방사파를 안내하는 단계와,
    제2 광학 변환기로 상기 신호파 및 유휴파를 안내하는 단계로서, 상기 제2 광학 변환기는 상기 신호파 파장을 중간 적외선 범위로 변환하고, 상기 유휴파는 실질적으로 변하지 않은 상태로 상기 제2 광학 변환기를 통과하고, 상기 유휴파는 상기 변환된 신호파와 조합되어 단일 출력파를 형성하는, 제2 광학 변환기로 신호파 및 유휴파를 안내하는 단계와,
    검사 대상물의 초음파 시험을 위해 상기 검사 대상물의 검사 표면으로 상기 단일 출력파를 안내하는 단계를 포함하는 초음파 시험 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 단일 출력파는 상기 검사 표면 상에 초음파 변위부를 생성하기 위한 생성파(generation wave)인 초음파 시험 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 단일 출력파는 상기 검사 표면 상의 초음파 변위부를 검출하기 위한 검출파(detection wave)인 초음파 시험 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 검사 표면은 복합물인 초음파 시험 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 광학 변환기는 광 파라메트릭 발진기(optical parametric oscillator)를 포함하는 초음파 시험 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 광학 변환기는 광 파라메트릭 변환기 및 차주파수 발생기로 구성되는 목록으로부터 선택된 장치를 포함하는 초음파 시험 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 및 제2 광학 변환기는 단일 크리스탈(crystal) 내에 조합되는 초음파 시험 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 광학 변환기 및 제2 광학 변환기는 상기 크리스탈의 서로 다른 부분들에 분리되는 초음파 시험 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 광학 변환기 및 제2 광학 변환기는 상기 크리스탈 내에 통합되는 초음파 시험 방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    펌프 레이저 파 파장은 약 1.064 미크론(micron)이고, 상기 신호파 파장은 약 1.594 미크론이며, 상기 유휴파 파장은 약 3.2 미크론인 초음파 시험 방법.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 출력파 파장은 약 3 내지 약 4 미크론의 범위인 초음파 시험 방법.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 출력파 파장은 약 3.2 미크론인 초음파 시험 방법.
  13. (a) 약 1.064 미크론의 파장을 갖는 입력 레이저 파를 약 3.2 미크론의 파장을 갖는 신호파와 약 1.594 미크론의 파장을 갖는 유휴파로 변환하는 단계와,
    (b) 상기 신호파 파장을 약 3.2 미크론으로 변환하는 단계와,
    (c) 상기 유휴파 및 상기 변환된 신호파를 조합된 파로서 타겟 표면으로 안내함으로써 타겟 대상물의 상기 타겟 표면 상에 초음파 변위부를 발생시키는 단계를 포함하는, 시험 대상물을 레이저 초음파 시험하는 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    제2 레이저 빔을 생성하고, 상기 제2 레이저 빔을 진동하는 상기 타겟 표면 상으로 안내하고, 타겟 표면 변위부를 검출하는 단계를 더 포함하는, 시험 대상물을 레이저 초음파 시험하는 방법.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 단계 (a)는 상기 입력파를 광 파라메트릭 발진기로 안내하는 단계를 포함하는, 시험 대상물을 레이저 초음파 시험하는 방법.
  16. 청구항 13에 있어서,
    상기 단계 (b)는 광 파라메트릭 발진기 및 차주파수 발생기로 구성되는 목록으로부터 선택된 주파수 변환기를 포함하는 장치로 상기 신호파 및 상기 유휴파를 안내하는 단계를 포함하는, 시험 대상물을 레이저 초음파 시험하는 방법.
  17. 입력 레이저 소스와,
    상기 입력 레이저 소스로부터 입력파를 수신하도록 결합되고, 상기 입력파를 유휴파 및 신호파로 변환하도록 구성되며, 상기 유휴파 및 신호파는 서로 다른 파장을 갖는, 제1 광학 주파수 변환기와,
    상기 유휴파 및 상기 신호파를 수신하도록 결합되고, 상기 신호파 파장을 상기 유휴파와 실질적으로 동일한 파장으로 변환하며 상기 변환된 신호파와 유휴파를 포함하는 변환된 출력파를 방출하도록 구성되고, 상기 조합된 출력파는 타겟 표면 상에 초음파 진동을 생성하기 위하여 타겟 대상물의 상기 타겟 표면으로 안내될 수 있는, 제2 광학 주파수 변환기와,
    상기 타겟 표면에 안내될 수 있고 초음파 변위부를 검출하도록 구성되는 검출 레이저를 포함하는 레이저 초음파 시험 시스템.
  18. 청구항 17에 있어서,
    입력 레이저 파는 약 1.064 미크론의 파장을 갖는 레이저 초음파 시험 시스템.
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 유휴파 및 상기 변환된 신호파는 약 3 미크론 내지 약 4 미크론 범위의 파장을 갖는 레이저 초음파 시험 시스템.
  20. 청구항 17에 있어서,
    상기 유휴파 및 상기 변환된 신호파는 약 3.2 미크론의 파장을 갖는 레이저 초음파 시험 시스템.
  21. 청구항 17에 있어서,
    상기 제1 광학 변환기는 광 파라메트릭 발진기를 포함하는 레이저 초음파 시험 시스템.
  22. 청구항 17에 있어서,
    상기 제2 광학 변환기는 광 파라메트릭 변환기 및 차주파수 발생기로 구성되는 목록으로부터 선택된 장치를 포함하는 레이저 초음파 시험 시스템.
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