[发明专利]铁电晶体声表面波相速度的激光超声检测方法

权利要求书

1.铁电晶体声表面波相速度的激光超声检测方法，其特征在于，该方法包括：

采用激光在铁电晶体表面激发出声表面波；

对铁电晶体表面传播的声表面波进行检测：

激光在铁电晶体表面形成的激光点和检测时铁电晶体表面的检测点沿待测的方向分布；移动激光位置、在同一检测点处检测至少2个激光点对应的声表面波，或激光位置不变、在至少2个检测点处检测声表面波；

将检测得到的至少2个声表面波信号转换成横坐标为激光点位置或检测点位置，纵坐标为采集点数的等高线图；

根据等高线图计算声表面波的相速度。

2.根据权利要求1所述的铁电晶体声表面波相速度的激光超声检测方法，其特征在于，根据等高线图计算声表面波相速度的方法具体为：

等高线图中声表面波的振幅随横纵坐标的变化呈现线性变化，找到线性区域，该线性区域的斜率记为a，则声表面波的相速度v为：

其中，d为相邻的激光点间隔或相邻的检测点间隔，△t为检测时采样的时间间隔。

3.根据权利要求2所述的铁电晶体声表面波相速度的激光超声检测方法，其特征在于，d的取值范围为0.05mm-0.1mm。

4.根据权利要求2所述的铁电晶体声表面波相速度的激光超声检测方法，其特征在于，△t的取值范围为2ns-5ns。

5.根据权利要求1所述的铁电晶体声表面波相速度的激光超声检测方法，其特征在于，激发声表面波之前，对铁电晶体进行晶体学定向，然后按晶体学方向进行切割，得到待测晶片，对待测晶片进行镀电极和极化处理，再对晶片表面进行抛光处理。

6.根据权利要求1所述的铁电晶体声表面波相速度的激光超声检测方法，其特征在于，采用声表面波激发系统激发声表面波，声表面波激发系统包括：纳秒脉冲激光器(11)、光学衰减片(12)、第一反射镜(13)、第一凸透镜(14)、电位移平台(15)和计算机(16)；

计算机(16)用于控制纳秒脉冲激光器(11)出射激光的能量和频率，还用于控制位移台(15)的移动位置；第一反射镜(13)和第一凸透镜(14)均位于电位移平台(15)上；

纳秒脉冲激光器(11)出射的激光经光学衰减片(12)衰减后入射至第一反射镜(13)，反射镜(13)反射的激光入射至第一凸透镜(14)，第一凸透镜(14)将激光聚焦为点光源用于激发铁电晶体(17)的声表面波。

7.根据权利要求6所述的铁电晶体声表面波相速度的激光超声检测方法，其特征在于，所述第一凸透镜(14)为球面透镜。

8.根据权利要求1所述的铁电晶体声表面波相速度的激光超声检测方法，其特征在于，采用声表面波检测系统对声表面波进行检测，声表面波检测系统包括：He-Ne激光器(21)、扩束系统、第二凸透镜(25)、第三凸透镜(26)、直角三棱镜(27)、平衡光电探测器(28)和数字示波器(29)；

He-Ne激光器(21)出射的激光经扩束系统扩束后再经第二凸透镜(25)聚焦至铁电晶体(17)表面，铁电晶体(17)反射回的激光经第三凸透镜(26)准直后入射至直角三棱镜(27)，直角三棱镜(27)将入射的激光平分为两束光，直角三棱镜(27)出射的两束光分别进入平衡光电探测器(28)的两个输入端，平衡光电探测器(28)的输出端连接数字示波器(29)的输入端，通过数字示波器(29)得到声表面波信号。

9.根据权利要求8所述的铁电晶体声表面波相速度的激光超声检测方法，其特征在于，扩束系统采用两个凸透镜实现，两个凸透镜间的距离为两个凸透镜的焦距之和。