Science & Technology

激光激发： 利用高能脉冲激光束照射被检测材料表面，激光能量被材料吸收后转换为热能，引起材料局部瞬间膨胀，从而在材料内部产生超声波。

超声波传播： 产生的超声波会在材料内部以横波和纵波形式传播，其传播特性（如速度、衰减等）会受到材料内部结构（如缺陷、异物等）的影响。

超声波检测： 利用另一激光（或接触式/非接触式传感器）来探测经过材料内部结构影响后的超声波信号。通过分析这些信号，可以评估材料的内部特性。

1.非接触与无损测量

 无损性：激光超声测量无需与被测物体直接接触，避免了对物体的任何物理损伤。这在检测敏感或不易接触的物体时尤其重要，如航空航天部件、古董艺术品和医疗设备。

应用领域：广泛用于航空航天、医疗（如乳腺癌筛查）、文物保护等领域，确保检测过程不影响物体的完整性。

2.高精度与高灵敏度

精确缺陷检测：激光超声测量能够在极小的区域内进行高精度的缺陷检测和结构分析，揭示材料中的微小缺陷和不规则性。

应用领域：适用于半导体制造、精密工程、科研中的材料性能分析等领域，这些领域需要高分辨率的探测能力以评估材料可靠性。

3.适应性强

极端环境操作：激光超声技术可在高温、放射性等极端环境下工作，适用于能源生产、核设施和石油化工行业。

应用优势：传统检测方法在这些恶劣环境中可能无法有效应用，而激光超声技术则能够克服这些限制，提供可靠的检测结果。

4.快速性与实时性

实时监控：激光超声测量技术的快速数据处理和实时反馈能力，能够实时监测生产线上的设备状态和生产质量，提高生产效率并降低成本。

应用领域：在现代制造业中，通过实时监控和即时调整生产过程，确保产品质量和生产效率。

挚感光子最近推出的 MotionGo-Plus 高频激光多普勒测振仪为激光超声探测提供了一个先进的解决方案。MotionGo-Plus 专为高频测试优化了噪声性能，采用了低噪声的高性能高功率激光器。在高频段，MotionGo-Plus 比 MotionGo 具备更低的底噪，能够在时域内测量纳米级以下的振动信号，并在频域内精确测量 DC 到 25MHz 的振动信号。

1.优异的探测能力

MotionGo-Plus 展示了其在大带宽高灵敏度探测方面的卓越性能。其噪声底部低于 0.1 pm/√Hz，能够有效探测小于 1 纳米的微弱高频振动信号。设计上，MotionGo-Plus 能接收内部或外部时钟信号，确保同步精度优于 20 纳秒。这对于处理同步脉冲激发的信号尤为重要，保证了信号捕捉的时间精确性，从而大幅提高了信号的可靠性和有效性。如图：

2.多次平均技术

为了进一步提升信号灵敏度和质量，MotionGo-Plus 软件支持多次平均技术。多次平均通过重复测量并计算平均值来减少随机噪声的影响，特别适用于低信噪比的环境，可以显著提高微弱信号的检测能力。在检测微弱信号尾部特征时，这一技术尤为重要，因为尾部特征往往被背景噪声掩盖。

3.实际应用示例

如下图所示，通过多次平均技术，可以清晰地观察到原本由于随机背景噪声而无法检测到的微弱信号特征。图中对比了未进行平均处理和经过多次平均处理的信号，明显可以看到经过处理的信号在信噪比上有显著提升，使得微弱信号的检测成为可能。多次平均不仅提高了信号的检测能力，还增强了系统对环境干扰的抵抗力。

4.总结

和挚感光子其他传感器产品一样，MotionGo Plus也是基于挚感光子专利特有的集成光学芯片，其以集成光学为核心，将光学相干光路、调制光路等集成在单个光电芯片上，克服传统分立式元器件体积过大等缺点，成百倍减小了测振仪的体积功耗和未来批量化成本。芯片化技术的应用，为激光超声探测技术生成检测图像铺平了道路。未来挚感光子通过在单一芯片上实现多通道数据的快速、同步收集与处理，提高了成像速度和分辨率，同时也可保证系统的低成本和较小的体积功耗。这对于需要高精度和高分辨率图像的应用场景（如微结构分析、复杂材料的缺陷检测等）提供了唯一可行的道路。