聲學所提出透明固體二維動態應力場測量新方法

激光多普勒測振儀(yi) （Laser doppler vibrometer，LDV）是一種測量物體(ti) 表麵振動的儀(yi) 器，被廣泛應用於(yu) 基礎科學領域。

　　為(wei) 得到LDV的測量值和固體(ti) 中應力值的關(guan) 係，中國科學院聲學研究所超聲技術中心左煒翌及其導師安誌武等人提出一種新型測量方法，可以直接測量透明固體(ti) 中的應力場。相比電測法、光彈法等傳(chuan) 統方法，這種新型測量方法具有較高的靈敏度和直觀性，可用於(yu) 透明固體(ti) 內(nei) 超聲波的觀測。此外，該方法僅(jin) 對動應力敏感，對靜應力無響應，具有不受透明固體(ti) 殘餘(yu) 應力影響的優(you) 點。

　　該研究在光路中加入可旋轉的線偏振片，將LDV的測量光束轉換為(wei) 線偏振光，使光的偏振角度成為(wei) 一個(ge) 新的測量維度，提供更多被測量物體(ti) 的信息。偏振光射入透明固體(ti) 內(nei) 部後，光的頻率、偏振角度和固體(ti) 內(nei) 部應力場的各個(ge) 應力分量耦合在一起。對測量結果處理後，可得到固體(ti) 內(nei) 部應力場的精確測量結果。

　　該研究用一個(ge) 具有帶狀缺陷的K9光學玻璃塊進行測試。由超聲換能器激發的縱波從(cong) 玻璃塊頂端向下傳(chuan) 播，並被帶狀缺陷散射。LDV記錄下了各個(ge) 時刻的彈性波圖像，包括三個(ge) 獨立的應力分量。有限元仿真（Finite element analysis，FEA）結果驗證這種新型的測量方法。

　　相關(guan) 成果發表在Journal of Sound and Vibration上。該研究得到國家自然科學基金資助。

　　論文鏈接