2014 Fiscal Year Annual Research Report
近接場光を利用した局所領域におけるレーザ超音波計測
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25820005
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
松谷 巌 長岡技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00514465)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 近接場光 / エバネッセント光 / レーザ超音波 / アブレーション / プラズマ / 閉込め効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
超音波や光を用いた構造物や材料の欠陥や材料物性値、温度分布の計測は、測定対象の物理現象を非侵襲かつリアルタイムで観察できる計測手段であり、非破壊検査分野での応用が期待されている。特に、レーザ超音波計測は、レーザ光を用いて材料の内部や表面に高周波弾性波を励起し、それをレーザ干渉計等により検出することによって、従来困難とされていた超音波計測・診断・モニタリングを可能にする計測手法である。しかしながら本手法は、照射レーザの位置分解能を向上させる事が難しいため、極小物体に対する高精度な計測ができない事が問題である。本年度は前年度に引き続いて近接場光によるレーザ超音波計測実現の前段階として、プリズム界面での全反射によるエバネッセント光を利用してアルミニウム試料に超音波の励起を試み、超音波の発生についての実行可能性を評価した。エバネッセント光によって励起した超音波の波形は、アルミニウム縦波音速の文献値と試料の厚さを考慮すると妥当なものであり、エバネッセント光による超音波の励起が確認できた。急減衰する微弱な光を用いての超音波励起は、発生した超音波の強度が不十分となることも懸念されたが、今回のプリズム－試料間は密着した閉じた系を形成しており、プラズマの発生によって10倍以上増強された超音波が生成できることを確認できた。この知見によれば、液体等の透明媒体で閉じた系を形成すれば、微弱な近接場光であっても超音波の発生ができると考えられる。今後、先鋭なプローブの先端に発生する近接場光を利用すれば、平面方向において光の回折限界以下の極小領域にも超音波励起が可能になる可能性がある。さらに超音波の検出機構を付加すれば、超高分解能なパルスエコーセンサを構築できると考えられる。
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