[发明专利]一种基于光弹效应的弹性波探测平台

权利要求书

1.一种基于光弹效应的弹性波探测平台，其特征在于所述平台包括弹性波发生单元与光学椭圆偏振测量单元，其中：

所述弹性波发生单元由可调稳压源（1）以及压电促动器（2）构成；

所述光学椭圆偏振测量单元由He-Ne激光器光源（3）、光学斩波器（4）、起偏器（5）、弹光取样传感器（6）、四分之一波片（7）、沃拉斯顿棱镜（8）、光电平衡探测器（9）、锁相放大器（10）以及示波器（11）构成。

2.根据权利要求1所述的一种基于光弹效应的弹性波探测平台，其特征在于所述平台测量原理为：

控制可调稳压源（1）输出电压幅值、频率及波形，使基于逆压电效应工作的压电促动器（2）施加相应弹性波于弹光取样传感器（6）上；He-Ne激光器光源（3）所发出He-Ne激光首先经由光学斩波器（4）调制采样，所采集调制信号作为参考信号输入锁相放大器（10），后经起偏器（5）由自然光转变为线偏振光后，照射至弹光取样传感器（6）；由于光弹效应的存在，探测激光入射弹光取样传感器（6）后偏振态随之发生改变，并经由四分之一波片（7）由线偏振转化为椭圆偏振态，再经由沃拉斯顿棱镜（8）分为两束彼此分开的、振动方向互相垂直的线偏振光透射到光电平衡探测器（9），光电平衡探测器（9）检测两束偏振光光强之差并将其转换为电信号作为测量信号输入锁相放大器（10）与光学斩波器（4）所输入参考信号比较，经降噪放大处理后由示波器（11）显示。

3.根据权利要求1所述的一种基于光弹效应的弹性波探测平台，其特征在于所述可调稳压源（1）可通过RS-232端口与电脑连接，通过编程实现对其输出电压幅值、频率及波形的调整，最高可输出幅值为120V、频率为1kHz的正弦波、三角波或者方波。

4.根据权利要求1所述的一种基于光弹效应的弹性波探测平台，其特征在于所述压电促动器（2）在可调稳压源（1）的控制下可产生具备不同波形特征的弹性波，例如正弦波波形弹性波、三角波波形弹性波、方波波形弹性波等，所产生弹性波频率及幅值大小均可通过对可调稳压源（1）的调控进行修改设定。

5.根据权利要求1所述的一种基于光弹效应的弹性波探测平台，其特征在于所述弹光取样传感器（6）为双层复合结构，自上而下由改性高折射率聚酰亚胺薄膜与复合金属电介质反射膜构成。

6.根据权利要求5所述的一种基于光弹效应的弹性波探测平台，其特征在于所述改性高折射率聚酰亚胺薄膜材料为苯硫醚改性聚酰亚胺。

7.根据权利要求5所述的一种基于光弹效应的弹性波探测平台，其特征在于所述复合金属电介质反射膜材料为TiO₂-SiO₂复合金属电介质反射膜。

8.一种利用权利要求1-7任意权利要求所述系统进行的基于压电效应的弹性波激励产生技术以及基于光弹效应的弹性波探测技术的测试方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

步骤一、调节可调稳压源（1）输出电压幅值、频率及波形，控制压电促动器（2）产生符合实验要求的弹性波；

步骤二、启动He-Ne激光器光源（3），测试开始；

步骤三、锁相放大器（10）接收并记录来自光学平衡探测器（9）的探测信号以及光学斩波器（4）的参考信号，获取弹性波波波形特征，对其降噪并放大处理，显示于示波器（11）。