赵 扬，刘 伟，郭 锐，宋江峰，贾中青

（山东省科学院激光研究所，济南 250014）

20世纪末至今，随着激光、电子、计算机和相关学科的发展，经过十几年的技术积累，激光超声已从方法探索步入技术研究与开发应用阶段，是传统超声检测技术的进一步发展［1］。目前，许多国内外学者致力于研究利用激光干涉仪来测量超声，这种方法对表面平整的样品具有较高的检测灵敏度，但随着表面粗糙度的增加，灵敏度迅速下降。尽管采用短焦距物镜接收尽可能多的散射光的方法可以改善检测灵敏度，但也只能在一定程度上得到补偿，因此在实际应用中受到了限制［2－4］。因此，研究一种适用于粗糙表面材料的激光超声检测技术成为国内外无损检测人员研究的热点。

笔者建立了一种适用于金属材料的激光超声检测技术。该技术利用激光在被检材料中激发超声波，然后借助EMAT传感器来接收超声信号，即激光－电磁超声技术。介绍了激光－电磁超声技术的检测原理和基于该原理所设计的检测系统，利用该系统所激发出的瑞利波和横波分别检测了钢坯表面（近表面）和内部的缺陷。

1 激光－电磁超声技术的检测原理

1.1 激光激发超声波机理

图1 热弹机制激发超声波示意图

（1）热弹机制 高功率激光入射至物体表面，部分能量被材料表面吸收并转化为热能，导致材料表面温度迅速升高，进而使得材料膨胀（图1）。通过热弹效应形成应变场和应力场，从而激发出超声波［5］。热弹机制可以同时激发出纵波、横波和瑞利波，且声波幅度随激光能量增加而增大［6］。……