界面非线性扫描声显微镜的研究

传统声显微镜如需检测物体内部微米级异物，必须用GHz以上的声波才能观察到，但由于高频传播衰减的限制，使它无法观测到材料深处微米级杂质与薄层的存在或颗粒的分布。随着多层复合材料在国防、航空、医疗及其他民用工业中的大量应用，复合材料深层界面处微米甚至纳米级的材料变化成了保证材料使用长期性与安全性的关键问题。通常固体材料本身的非线性非常小，而且它的大小与声传播的路程有关，当被测物体只有微米量级时，很难像生物组织那样用组织本身的非线性信息来成象。但是不论异物的大小如何，界面总是存在的。因此，本项目提出了界面非线性扫描声显微镜，它利用声波通过材料内部异物的界面时所产生的非线性现象，提取二次谐波分量来观测材料内部界面上的微细变化。它主要与声波的振幅大小与声振动力有密切的关系，因此，可以用较低的频率（如MHz）观察到深处微米甚至纳米量级的薄层的材料变化或颗粒异物的分布。理论依据中给出了初步实验结果。