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层状板面向单次测量的声导波色散测量

材料科学 2025-07-21 v1 应用物理 经典物理 计算物理 光学

摘要

表征层合板系统的常用技术往往需要扫描激发或检测位置,测量速度较慢。我们提出一种只需单次测量即可确定声导波模式在等距波数上的离散点的的方法,克服了这些速度限制。脉冲激光被加工成等距线阵,用于激发样品表面的弹性波。振动仪检测靠近线阵的表面位移。周期性激发安排导致声导波在波长对应于线间距整数分数时发生相干叠加,进而在响应谱中产生明显的峰值。我们将这些峰值的高阶称为声导波的空间谐波。已知的线间距决定了波长,使峰值频率可映射到声导波色散曲线的离散点上,有效地在特定等距波数处对声导波进行取样。通过求解反问题,可拟合模型以获得层合系统的属性。我们在铜箔包覆的环氧层压板和卷覆铝合金板上演示了该技术,并与色散关系扫描和显微成像结果进行比较。此外,我们分析了该方法对弹性参数和层厚度的灵敏度。该方法为克服常规声导波扫描方法的限制提供了可行方案,尤其是在接受较低波数采样密度以实现极快测量、且无需移动部件的场景下尤为实用。

关键词

引用

@article{arxiv.2501.16001,
  title  = {Single-shot capable surface acoustic wave dispersion measurement of a layered plate},
  author = {Georg Watzl and Stefan Eder and Martin Ryzy and Mike Hettich and Edgar Scherleitner and Martin Schagerl and Clemens Grünsteidl},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2501.16001},
  year   = {2025}
}

备注

submitted to Applied Physics Letters