- 课题研究背景
无损检测是现代工业的重要基础。经过无损检测的产品质量和产值都有一定程度上的提高，对无损检测技术的研究发展是一直以来的热门问题。超声检测是无损检测中一种重要的检测的方式，由于超声波的强穿透能力以及对人体无害的特点，超声检测被研究并且应用于工业以及高科技产业中[1-2]。
超声检测可以分为接触式和非接触式。
接触式一般是采用压电换能器，比如压电陶瓷，压电薄膜，压电晶体和ZnO薄膜等等。检测需要将压电换能器贴到接受端，并且通常都需要耦合剂进行耦合[3]。
而非接触式可以分为光学法和电学法。电学法主要有电磁声，电容和空气换能器等方式。传统的电学法仍有许多限制，例如电磁声换能器能够不接触物体表面实现非接触探测，但是仍需贴近物体表面，并且需要被测表面十分平整才能实现准确探测。光学法主要根据对于携带被测对象信息的信号光的调制作用不同分为非干涉法和干涉法。非干涉法是指超声波到达检测端时，会对接受端材料表面造成短暂的影响，此时接受端的反射光的强度或者位置产生变化。非干涉法主要有光偏转技术，光反射技术和光衍射技术等。干涉法检测是通过光束的频率和相位受在材料表面传播的或者到达材料的超声波的调控，检测受到调制的光束问题。主要有零拍法，外差法，速度或时延干涉仪法[2]等。
而传统的光学方法探测虽然具有非接触的优良特点但是测量装置繁琐，调节困难，成本较高，这不利于推动利用光学方法实现超声探测。因此相关人员提出了利用光纤传感器实现超声测量。光纤传感器具有灵敏度高、体积小、重量轻、环境适应性强、抗电磁干扰、非接触、可绕性好以及不带电的优点。目前已经有各种光纤干涉仪[4]和各种基于不同原理的光纤传感器等应用于超声探测这一领域。
二． 课题研究内容与主体
1.光干涉法
光干涉法主要原理是利用参考光与信号光(携带被测物体信息)产生干涉，通过测量形成的干涉条纹或者对探测形成干涉的光的间接探测。由搭建的光路的不同类型，可以分为斐索干涉，法布里-珀罗腔(FP腔)干涉，迈克尔逊干涉仪[5,6]。
斐索干涉基本光路较简单，受环境因素影响较小，具有高灵敏度和精确度，所以本文将基于斐索干涉实现对超声场的测量，因此此处简要说明斐索干涉的基本原理。下图(图2.1.1)为王利强等人利用斐索干涉测量激光波长示意图[6]。
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