周 航，张 斌，冯其波，崔建英，梁 晨，黄悦朗

(北京交通大学 发光与光信息技术教育部重点实验室，北京100044)

引 言

激光超声是一种高效的无损检测技术，相比于传统超声检测，具有非接触和远距离测量的特点，更加适于恶劣的测量环境以及复杂结构的被测样品，成为学者们的研究重点[1-6]。如何在保证表面无损的情况下，尽可能提高超声波的激发效率,是激光超声检测应用的关键问题之一。改变光源空间分布形式是一种好的方法，可以兼顾二者。点光源激发是常用方式，已被广泛研究和应用。SONG等人研究了线光源与点光源激发出的超声信号幅值及波形，总结了二者信号的特点与区别[7]。ARIAS等人建立了线激光源激发超声场的模型，探究了超声场与线源宽度、脉冲轮廓、透入深度的关系，并考虑了热扩散效应的影响[8]。SUN等人依据缺陷与线光源激发的超声横波之间的作用规律，实现了对材料内部缺陷的定位[9]。ACHENBACH等人基于线光源激发超声，提出了用于缺陷检测的扫描激光源法、阵列激光源法等[10-15]。

环形光源亦是改变光源空间分布激发超声的一种手段，可以通过使用锥透镜或者空间光调制器来获得。照射被测表面的光束为环形光束，更加适于诸如管道、弯头等特殊形状材料。CAO等人应用环形光源在管状材料中激发出了超声导波[16]。为探究环光源激发超声的规律以及用于缺陷检测的优势，作者利用多物理场耦合软件COMSOL，仿真研究了环形光束照射被测表面激发出的超声全场波形及其传播特性。……