Page 12 - АвторефМокрий21

10

Ще однією особливістю лазерних технологій є можливість створення
принципово нових методик визначення швидкості, які неможливі за
використання контактних перетворювачів, і базуються на взаємодії акустичних
та оптичних полів. В результаті такої взаємодії оптичне випромінювання несе в
собі інформацію про зміщення, спричинені акустичними хвилями на поверхні
об’єкта контролю. Прикладом таких підходів є визначення довжини акустичної
хвилі на основі вимірювання кута дифракції оптичного випромінювання чи
метод Шефера-Бергмана, який дозволяє визначити швидкість різних
акустичних хвиль завдяки утворенню складної оптичної дифракційної картини
внаслідок взаємодії із акустичними хвилями в прозорому матеріалі. Проте
потенційні можливості лазерних технологій в цьому напрямку ще в повній мірі
не вивчено, а лазери застосовують часто лише як безконтактні пристрої для
збудження і реєстрації акустичних хвиль.
Таким чином, аналіз літературних джерел показав, що для ефективного
застосування зміни величини швидкості акустичних хвиль з метою оцінювання
стану матеріалу необхідно розвинути відомі і створити нові методики
визначення швидкості, в яких висока точність поєднується з високою
роздільною здатністю, а також методики оптимізації точності та розділення для
максимально повного відображення властивостей матеріалу. Для вирішення
цих завдань перспективним є використання поверхневих релеївських хвиль із
застосуванням для їх збудження та реєстрації контактних п’єзоелектричних та
безконтактних лазерних методів, а також їх поєднання залежно від умов
проведення діагностування.
Другий розділ присвячено розробці лазерних методик для реєстрації
акустичних хвиль, а також для визначення їх швидкості.
Запропоновано нову схему інтерферометра Майкельсона, яка усуває один з
основних його недоліків – нестабільну роботу в умовах вібрацій та
температурних дрейфів. Особливістю цієї схеми є створення на поверхні
фотоприймача інтерференційної картини у вигляді періодичних смуг, яка
виникає внаслідок наявності кута між променями, що інтерферують (рис.1). Ця
схема працює у випадку реєстрації ПАХ. У традиційній схемі реєстрації ПАХ
використовують суттєво меншу ширину зондуючого променя за довжину

акустичної хвилі. У запропонованій схемі ситуація протилежна ‒ ширина
оптичного променя повинна бути більшою за довжину ПАХ. Розподіл
інтенсивності оптичного випромінювання в площині інтерференційної картини
із урахуванням кута β між променями, що інтерферують може бути записаний
як:
2 2
I (x )  I  I  2 I 1 I 2 cos(  ( 2d  x sin   2h sin(  x   t ))) , (4)
1
2