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1. 研究目的与意义（文献综述）

超声波的发射及检测技术已被广泛应用在结构健康监测、医疗成像等领域。然而，目前许多实验室及现场测量所使用的不同频率的超声换能器缺乏统一的衡量标准，导致很难对不同频率的超声换能器的测量结果进行对比。具有标准的声发射部分，也是研究声接收器件性能的基础。传统的窄频带的超声换能器只能响应特定频率的超声波。很有必要寻找一种更加方便适用能响应各种频率超声波的的超声波传感器。

1963年两位法国科学家证明了脉冲激光束可以产生超声波。随着国内外研究人员对激光技术的研究，包括激光超声激发机理、激光超声接收手段 、 激光超声应用技术等，激光超声技术已逐渐发展为较为完善的无损检测方式。从激光产生超声波的方式来看，分为直接式和间接式，直接式通过激光与被测构件直接作用产生热弹效应或烧灼效应来激发超声波，间接式通过被测构件周围其他介质来激发超声波；从激光光源来看，主要有Ｎｄ：ＹＡＧ激光器、二氧化碳激光器、氮激光器、染料激光器等，其中以Ｎｄ：ＹＡＧ激光器为代表的脉冲激光器应用最多。激光激励可以激发出宽频带的超声波信号，与传统的窄频带的超声换能器相比，更适合于超声波器件的定标研究。

从接收超声波信号的方式来看，分为压电换能器检测法和光学检测法，压电换能器检测法较为经典且灵敏度高，但需接触检测构件，只能响应特定频率超声波，应用范围广却不方便，目前应用实验室较多。

2. 研究的基本内容与方案

设计的基本内容：第一部分是研究激光激励超声波的产生机理，掌握激光参数与所产生的超声波信号特性参数之间的关系。第二部分是完成光纤激光器检测激光激励超声波信号的理论的仿真。

设计目标:（1）寻找一种最适合的激光器和受光材料并记录激光参数和产生的超声波参数之间的关系。（2）设计出一个使用光纤激光器接收超声波的系统。（3）使用仿真软件把接收到的超声波信号解调出来。

设计拟采用的技术方案及措施：（1）根据已经查阅的资料，实验记录不同的激光器激光参数和不同的受光材料产生的超声波参数之间的关系，得出最合适的激光器和受光材料用以定标研究。（2）搭建光纤激光器接收超声波信号的系统。（3）使用matlab等软件仿真出合适的信号解调系统。（4）使用激光激发超声波并使用接收系统接收超声波并解调出超声波。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需的激光激励超声波的理论基础。

确定方案，完成开题报告；

第4 - 6周：完成英文文献翻译，进一步明确研究目标，掌握激光激励超声波的过程中，激光调制参数与所产生的超声波信号的特性参数的关系。

第7 - 9周：仿真分析光纤激光器对激光激励超声波信号进行检测原理和理论。

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4. 参考文献（12篇以上）

[1] 董利明． 金属焊接残余应力的激光超声无损检测研究[d] ． 南京理工大学，2012.

[2] 袁久鑫 秦训 鹏.激光超声无损检测技术研究进展[d]. 武汉理工大学，2017.

[3] 何存富. 激光超声技术及其应用研究[d]. 清华大学，1995.

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