Приемно-передающее устройство акустического микроскопа Советский патент 1989 года по МПК G01N29/00 

Фиг.1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике.

Цель изобретения - увеличение чувствительности устройства путем заме- ны акустического канала приема на оптический.

На фиг.1 приведена схема устройства; на фиг.2 - структурная схема волоконно-оптического виброметра.

Устройство содержит акустически связанные излучатель 1 акустических волн, звукопровод 2, линзу 3, жидкостную ячейку 4, объект 5 и приемный элемент 6, выполненный в виде воло- конно-оптического виброметра и оптически связанный с объектом 5,

Волоконно-оптический виброметр состоит из оптически связанных источника 7 оптического излучения, перво- го поляризатора 8, делителя 9, волоконного световода 10, второго поляризатора 11, фотоприемника 12, последовательно соединенных демодулятора 13 и регистратора 14. Выход фотоприем- ника 12 соединен с входом демодулятора 13.

Устройство работает следующим образом.

От излучателя 1 акустических волн акустические волны распространяются по звукопроводу 2 и линзой 3 фокуси.- руются на объекте 5, в котором возбуждаются акустические колебания, которые регистрируются волоконно-оптическим виброметром при помощи светового потока, излученного выходным торцом волоконного световода 10. Регистрация колебаний осуществляется

следующим образом. Оптическая волна -

ОТ источника 7 оптического излучения

проходит через первый поляризатор 8 и делитель 9 луча, далее попадает в волоконный световод 10, в котором распространяется до выходного торца волоконного световода 10, на котором часть оптической волны отражается назад, и образует опорную оптическую волну. Другая часть оптической волны выходит из волоконного световода 10 и попадает на вибрирующую поверхност объекта 5, от которой она отражается и через выходной торец волоконного световода вновь попадает в волоконный световод 10. Отраженная (измерительная) от поверхности объекта 5 оптическая волна имеет относительно

д

5

0 5

0

п 0

0

опорной оптической волны фазовый сдвиг, зависящий от амплитуды и частоты вибраций поверхности объекта 5. Опорная и измерительная оптические волны проходят по волоконному световоду 10 и на делителе 9 луча направляются к фотоприемнику 12 через второй поляризатор 11. Поляризованные опорная и измерительная оптические волны интерферируют на фотоприемнике 12,

Нулевая зона интерференционной картины изменяется по интенсивности с частотой акустических волн на поверхности объекта 5. На выходе фотоприемника 12 образуется электрический сигнал, который поступает на демодулятор 13, которьй обрабатывает электрический сигнал, пропорциональный амплитуде акустических колебаний поверхности объекта 5, Повышенная чувствительность (малый уровень шумов) является следствием применения источника 7 оптического излучения с малой длиной когерентности. В данном устройстве минимальная длина когерентности может быть выбрана равной или несколько больше удвоенного расстояния между торцом волоконного световода 10 и поверхностью объекта 5,

Основное преимущество, которое достигается при использовании волоконно-оптического виброметра, - это устранение на 50-60 дБ потерь сигнала за счет оптической прозрачности приемного канала (вода+сапфир,-гра- нат+полупрозрачная пленка).

Форм у л а изобретения

Приемно-передающее устройство акустического микроскопа, содержащее приемньй элемент и акустически связанные излучатель акустических им- у. пульсов, акустическую линзу и жидко- стную ячейку, отличающееся тем, что, с целью увеличения чувствительности за счет замены акустического канала приема на оптический излучатель акустических импульсов, акустическая линза и жидкостная ячейка выполнены оптически прозрачными, приемный элемент выполнен в виде оптического виброметра, устанавливаемого в плоскости анализа со стороны излучателя акустических импульсов.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Целью изобретения является увеличение чувствительности устройства путем замены акустического канала приема на. оптический. Источник 1 оптического излучения формирует световой поток, который направляется на вибрирующую поверхность объекта 5. Отраженный световой поток тфинимается волоконно-оптическим преобразователем 6, детектируется и на выходе волоконно-оптического преобразователя 6 формируется электрический сигнал, величина которого пропорциональна амплитуде и фазе акустического коле- .бания на поверхности объекта.5. 2 ил. (Л с 1 «ib :о х со

иг.2