Page 41 - 《应用声学》2022年第4期

第 41 卷 第 4 期 钟华等： 激光超声的多模式合成孔径聚焦成像仿真分析 539

对于纵波入射，有 若给定入射波模式、材料参数及超声波传播路
[ ] T 径，根据式 (5)∼(10) 就可求得 R SL 、R SS 、R LL 、R LS ，
, (9)
R f = R LL R LS D LL
由此可画出缺陷反射波的声场分布图，如图 4 所示。
其中，R LL 、R LS 分别为纵波反射纵波、纵波反射横
值得注意的是，图 4(d) 中由于横波转纵波存在第三
波的反射系数，D LL 为纵波折射纵波的折射系数。
临界角，当反射角度大于第三临界角时横波会发生
 
sin α in
  全反射，此时横波反射纵波的幅值为0。
 
cos α in
  将上述 3 种方向性耦合，可得 4 种模式波的声
a =   . (10)
 
 −µ 1 sin (2α in ) /c S1  场灵敏度图，如图5所示，图中横轴表示x坐标，纵轴
 
−µ 1 cos (2α in ) /c S1 表示z 坐标，颜色表示幅值强弱，数值见右侧图例。
0O
0O 0O 0O
30O 30O 30O 30O

60OO 60O 60O 60O

90O 90O 90O 90O
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
(a) ጫฉԦ࠱ጫฉ(LL) (b) ጫฉԦ࠱ഷ(LS) (c) ഷฉԦ࠱ഷฉ(SS) (d) ഷฉԦ࠱ጫฉ(SL)

图 4 不同模式反射波反射系数图
Fig. 4 Reflectivity coefficient image of different waves

༏ԧག ࣨϙ ༏ԧག ࣨϙ
 
֓  ֓ 
֓  ֓ 
֓  ֓ 
z/mm ֓   z/mm ֓  
֓
֓
֓  ֓ 
֓  ֓ 
֓  ֓ 
֓ ֓ ֓ ֓       ֓ ֓ ֓ ֓      
x/mm x/mm
(b) LSฉ
(a) LLฉ
༏ԧག ࣨϙ ༏ԧག ࣨϙ
 30
֓ ֓
 25
֓ ֓
 20
֓ ֓
z/mm ֓  z/mm ֓ 15
֓
֓
֓  ֓ 10
 5
֓ ֓
֓  ֓ 0
֓ ֓ ֓ ֓       ֓ ֓ ֓ ֓      
x/mm x/mm
(c) SSฉ (d) SLฉ
图 5 不同模式波成像灵敏度图
Fig. 5 Sensitivity images of different waves