固体中激光产生声波的指向性图样：光学与热参数的影响

本文在理论上研究了固体中激光产生声波的指向性图样。针对最重要的热光产生机制，讨论了计算激光产生声波指向性图样的两种主要方法。第一种方法在实践中被广泛使用，其基础是将等效热光源简单建模为机械偶极子，由施加在表面且方向相反的两个水平力组成。第二种方法基于严格理论，考虑了固体材料的所有声学、光学和热参数，以及激光束的所有几何和物理参数。针对不同物理和几何参数值，计算了激光产生的体纵波和切变弹性波的指向性图样，以及产生的 Rayleigh 表面波的振幅，并将其与偶极子源表示情况下计算的指向性图样进行了比较。结果表明，使用偶极子源表示激光产生声波的简单方法相当有限，特别是在描述产生的纵向声波时。本文建立了一个实用判据，用于定义偶极子源表示能给出可接受误差预测的条件。研究表明，对于垂直于表面的辐射，纵波的振幅对热参数值以及自由固体表面的声反射系数值特别敏感。文中还讨论了利用这种对反射系数值的高敏感性来研究真实固体表面性质的可能性。