FREQUENCY SPECTRUM OF LASER-GENERATED ULTRASONIC WAVES

Résumé
Le spectre des ondes ultrasonores produites grace à l'effet thermoelastique par de courtes impulsions laser a été mesuré dans l'aluminium polycristallin et dans la ceramique Si₃N₄. Le spectre est maximum à 1/2 πτ si la forme de l'impulsion en fonction du temps est gaussienne (2 τ est la largeur de l'impulsion). Pour les fréquences inférieures à 1/2 πτ le spectre est determiné par l'épaisseur de peau thermique et la longeur d'onde ultrasonore alors que pour les hautes fréquences il est limité par les composantes de Fourier de l'enveloppe des impulsions du laser. Les valeurs absolues des amplitudes de vibration élastique sont de l'orde de l'Ångstrom pour des intensités optiques de l'ordre de 10 MW/cm².

Abstract
The frequency spectrum of ultrasonic waves generated by short laser pulses due to the thermoelastic effect has been measured in polycrystalline aluminum and in the ceramic material silicon nitride. The spectrum exhibits a maximum at 1/2 πτ if the temporal laser profile is gaussian (2τ is the pulse width). For frequencies smaller than 1/2πτ, the ratio of the thermal skin depth to the sound wavelength determines the frequency spectrum, whereas at high frequencies the spectrum is limited by the Fourier components of the laser pulse envelope. The absolute magnitudes of the sound amplitudes are of the order of Å for optical intensities of ≈10 MW/cm².