[发明专利]一种便携式激光超声测量装置

说明书

本发明公开了一种便携式激光超声测量装置，包括：半导体激光器出射激光通过第一1*2耦合器分成两束光，一束经声光调制器被调制成脉冲激光入射到被检材料表面，被检材料吸收激光能量，在材料中激发出超声波；另一束作为探测光经1*n耦合器耦合入基于斐索干涉探测技术的探测光纤阵列，探测光纤阵列接收被检材料中不同位置处的超声波，得到激光在被检材料中激发的超声波场，根据探测得到的激光超声波数据可以进行材料检测。本发明中一个激光器同时提供激发光源和探测光源，采用光纤阵列实现多点探测，并可调整成不同形状的阵列以适应于不同形状的被检材料测量，本发明具有体积小，重量轻，易于携带，检测速度快等特点。

技术领域

本发明属于激光超声测量装置领域，具体为一种便携式激光超声测量装置。

背景技术

相较于传统超声测量技术，激光超声测量技术具有无可比拟的优点，如：非接触激发和探测超声、可一次性激发多种超声模式、能激发出宽频带超声波、激光源和激光接收系统可远离样品并能在酸、碱、高温高压、以及辐射等恶劣环境下进行检测。因此，激光超声检测测量技术受到了国内外学者的广泛关注。目前，常采用脉冲激光器发射激光脉冲照射材料表面激发超声波，再用光学方法点探测被检材料某一点的激光超声波。但其检测设备较为复杂，体积大，重量重，且易受环境震动影响，只能在实验室中进行操作，无法应用到实际生产生活中。更为重要的是，这些光学测量方法都无法实现超声波的多点探测，同时设备庞大使得无法结合扫描技术实现材料整体检测。

发明内容

本发明的目的在于提出了一种便携式激光超声测量装置。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种便携式激光超声测量装置，包括：

半导体激光器，用于出射连续激光；

第一1*2耦合器，其输入端口与半导体激光器的输出端连接；

声光调制器，其输入端与第一1*2耦合器的第一输出端口连接；

第二1*2耦合器，其输入端口与声光调制器的输出端连接；

第一1*n耦合器，其输入端口与第二1*2耦合器的第一输出端口连接；

激发光源光纤阵列，其与第一1*n耦合器的n个输出端口对应连接；

环形器，其第一端口a与第一1*2耦合器的第二输出端口连接；

第二1*n耦合器，其输入端口与环形器的第二端口b连接；

探测光纤阵列，其与第二1*n耦合器的n个输出端口对应连接；

示波器，其与第二1*2耦合器的第二输出端口以及环形器的第三端口c连接。

优选地，所述半导体激光器输出波长为1550nm，功率为400mW的连续激光。

优选地，所述第一1*2耦合器的分光比为2：8。

优选地，所述声光调制器将连续激光调制成脉宽为10ns的脉冲激光。

优选地，所述第二1*2耦合器的分光比为1:99。

优选地，所述激发光源光纤阵列包括n个单模光纤。

优选地，所述激发光源光纤阵列为点光源或者一字型。

优选地，所述探测光纤阵列包括n个光纤斐索干涉探测器，第二1*n耦合器和n个光纤斐索干涉探测器通过长度不同的光纤延长线连接。

优选地，光纤延长线的长度依次递增，变化量为c为光速，τ为激光脉宽，n为单模光纤的折射率。

优选地，探测光纤阵列排列为一字型或矩阵。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：