Interferometrisches Messsystem zur Visualisierung von Ultraschallfeldern

Die beugungsbasierte Ablenkung eines Laserstrahls an einem Ultraschallfeld in Luft weist großes Potential auf. Dies erfordert individuell gefertigte Hochleistungs-Ultraschallwandler, deren detaillierte und berührungslose Charakterisierung essenziell ist. Die Charakterisierung solcher Schallfelder erfolgt typischerweise akustisch, wobei ein Mikrophon direkt in das Feld eingebracht wird. Diese Wechselwirkung stört das Signal und kann das Messergebnis verfälschen. Für eine berührungslose Visualisierung solcher Schallwellen wird häufig ein sogenannter Schlierenaufbau verwendet, mit der Einschränkung, dass es sich dabei meist um eine rein visuelle Darstellung und nicht um quantitative Messwerte handelt. In dieser Arbeit wird ein neuartiges, bildgebendes Messsystem vorgestellt, das eine vielversprechende Alternative zum klassischen Schlierenaufbau darstellt. Das System basiert auf einem Interferometer, das die zweidimensionale Visualisierung von Schalldruckverteilungen mit einer einzigen Aufnahme ermöglicht. Die durch die stehenden Ultraschallwellen induzierte Modulation des Luftdrucks führt zu einer Änderung des Brechungsindex der Luft, die mithilfe des Interferometers detektiert wird.