Untersuchung des Photoakustischen Effekts durch Messung von Oberflächenschwingungen

Der photoakustische Effekt beschreibt die Entstehung von Schallwellen in einem Material aufgrund von der Absorption von Photonen bzw. Licht. Der zugrundeliegende Prozess nach der Absorption ist eine thermoelastische Ausdehnung des Material. Dieser Beitrag diskutiert Untersuchung zur Licht-Materie Wechselwirkung und Erkenntnisse zu Materialeigenschaften ba-sierend auf dem photoakustischen Effekt. Zur Anregung dieser Ultraschallpulse wird ein gepulster Laser mit Nanosekundenpulsdauer verwendet, dessen Strahlung auf der Oberfläche einer Probe absorbiert wird. Der dadurch erzeugte Schallimpuls breitet sich in der Probe aus und wird an Grenzflächen zwischen unterschiedlichen Medien, wie z.B. der Unterseite der Probe, reflektiert. Die ursprünglichen, sowie die reflektierten Schallwellen erzeugen räumliche Auslenkungen an der Oberfläche der Probe, die durch ein La-ser-Doppler-Vibrometer gemessen werden können. Der Einfluss von der Variation der Wellenlänge, sowie der Fokussierung, der Intensität und der Einfallswinkel des Lasers auf die induzierte Schallwelle wird untersucht. Außerdem soll die Posi-tion der Anregung relativ zur Messung variiert werden. Parallel zu den Experimenten werden mit der Matlab Toolbox „k-wave“ Simulationen durchgeführt und diskutiert.