Berührungsloser Nachweis von Ultraschall mittels Interferometrie und kapazitiven Aufnehmern

Vorliegender Bericht behandelt verschiedene Methoden zum beruehrungslosen Nachweis von lasererzeugtem Schall. Insbesondere wird ein Heterodyneinterferometer zum breitbandigen Nachweis von normalen Ultraschallauslenkungen beschrieben und mit anderen Interferometertypen verglichen. Die Empfindlichkeit des Interferometers wurde mit 3.5 10 E-5 nm/Hz gemessen. Dies ist etwa um 30 dB schlechter als die typische Empfindlichkeit eines kapazitiven Aufnehmers und um rund 60 dB schlechter als die eines piezoelektrischen Schallwandlers mit 1 MHz Mittenfrequenz. Mit dem Interferometer werden Anwendungen wie die Korngroessenbestimmung in duennen Blechen, sowie die absolute Bestimmung der erreichten Ultraschallauslenkungen demonstriert. Mittels Rekonstruktion des Signalstahls durch Anwendung der optischen Phasenkonjugation konnte die Etendue (Lichtsammelvermoegen) des Heterodyneinterferometers von 2.6 10 E-2 auf ca. 10 E-2 verbessert werden, so dass der Einsatz dieser Art von Interferometrie auch an rauhen Oberflaechen moeglich ist. Zur quantitativen Vermessung der Richtcharakteristik des lasererzeugten Schallfeldes wurde ein kapazitiver Aufnehmer benutzt, da die Schallauslenkungen in diesen Experimenten unterhalb der Nachweisempfindlichkeit des Interferometers lagen. Schliesslich wird noch ein einfaches optisches Verfahren zum Nachweis von akustischen Oberflaechenwellen beschrieben. (IZFP)