该文利用光热转换六硼化镧(LaB6)、加拿大树脂、纳米SiO2, 制备了不同掺杂含量的LaB6-SiO2-加拿大树脂溶胶, 并涂敷在塑料光纤表面, 构成了光致发光发热光分频利用光纤。测试了LaB6颗粒的吸收光谱及升温速率, LaB6掺杂含量与涂敷层厚度对光纤表面发光发热性能的影响。LaB6在波长为510~650 nm时出现弱吸收, 用于光辐射; LaB6对其他可见-近红外波段的光呈现出强吸收, 用于产热。当LaB6的质量分数为0.30%, 涂敷层厚为200 μm时, 光纤表面发光发热的均匀性最佳, 观测点的平均发光强度及平均升温速率分别达到26.59 μW/cm2和0.29 ℃/min, 实现了可见-近红外光谱的光分频利用。

为利用光热辐射技术定量检测材料亚表面缺陷的物性和结构参数, 采用有限元分析方法模拟计算了含缺陷材料的稳态波动温度场。通过分析含平底盲孔材料的光热辐射信号, 提出了确定盲孔深度和边界的经验公式, 揭示了光热辐射信号与缺陷形状、热学性质之间的关系。利用光热辐射技术检测直径分别为 1.5 mm、2.0 mm、2.5 mm和深度分别为 0.2 mm、0.4mm的平底盲孔直径和深度。实验结果表明直径检测误差小于 15%, 深度检测误差小于 10%。光热辐射检测实验验证了借助有限元分析实现对缺陷定量检测方法的有效性。

提出了一种四层光热辐射模型，研究了编织碳纤维增强聚合物(CFRP)的热扩散系数。以玻璃碳为参考材料，标定了实验装置，完成了孔隙率为0~18.32%的14组CFRP样品的检测实验。构造了最小二乘目标函数，利用遗传算法求出了最优解，得到了不同孔隙率下的CFRP热扩散系数。结果表明，14组CFRP样品的热扩散系数为3.01×10-7~8.73×10-7 m2/s，且随着孔隙率的增大整体呈下降趋势；当孔隙率小于1.00%时，热扩散系数的下降趋势较明显，但当孔隙率大于1.00%后，下降速度趋于平缓。

为探讨光热辐射(PTR)技术检测金属材料亚表面缺陷的能力, 理论分析了双层材料在强度调制激光束激励下产生的热波幅值和相位, 实验检测了阶梯型钢板样品、铝/钢质盲孔阵列样品和钢质填锡盲孔样品的光热辐射信号。对于直径分别为2.5, 2.0, 1.5 mm, 孔底厚度分别为0.2, 0.4, 0.6 mm的铝质盲孔阵列样品, 实验得到的光热辐射相位分布显示了盲孔直径和孔底厚度的可区分性。对于钢质盲孔阵列样品, 在盲孔填锡前后的光热辐射相位分布显示出一定区别。实验结果表明: 聚焦光斑的光热辐射检测能探测到深度小于或约等于面层材料热扩散长度, 截面积约等于或大于光斑面积的铝或钢内气孔缺陷。

为了研究碳纤维增强复合材料(CFRP)孔隙率与光热辐射(PTR)信号的影响，建立了四层PTR 理论模型，并搭建了相应的实验平台。采用三种不同直径的激光束分别对9 种孔隙率的CFRP 样品进行了实验，以玻璃碳为参考材料，对所得PTR 幅值和相位信号进行了规格化处理。实验结果表明，在功率一致的条件下，相同调制频率下的PTR 相位随着激光直径的减小而增加，而幅值刚好相反。激光束直径为0.2 mm 时，低频率扫描的PTR 相位信号随着孔隙率的增加而降低。

根据连续调制激光辐照样品的一维与三维理论。并对其进行比较 ,得到无论是高热扩散率还是低热扩散率材料 ,只要频率大于 4 0Hz时 ,光热辐射测量三维理论可以用一维理论代替。及样品热扩散率越低 ,一维光热辐射测量理论和三维理论一致 ,所需要的频率就越低。这就为何时使用一维光热辐射测量理论提供依据。

报道了一种用激光光热辐射技术测量不透明材料热扩散率的方法。根据红外探测器在不同频率下测得试样光热信号的振幅和相位,采用非线性拟合法,由振幅和相位分别对频率进行非线性拟合,由此可得材料的热扩散率,并对单向氧化铝纤维基复合材料进行了测量,给出了任一方向上的热扩散率的实验结果。

给出了光热辐射测量(PTR)系统空间分辨率的定义.研究了入射光光斑尺寸对空间分辨率的影响.理论分析及实验研究表明,聚焦后的入射光能大大提高系统的空间分辨率.

介绍了一种用激光诱发红外光热辐射法对金属材料激光表面硬化层进行深度剖析的新技术。用这种技术,对经激光表面处理的锆合金(Zr-2.5Nb)表面硬化层的厚度进行无损检测,所得结果与常规的破坏性检验方法(剖面显微硬度测量)一致。

本文从理论和实验上讨论了光热辐射技术中二次谐波振幅和位相的频率特性,随样品厚度的变化特性以及随激励光功率的变化特性并与基波信号作了比较.