在工业持续发展进程中，无损检测技术愈发关键。XARION 凭借其激光超声无损检测技术与光学麦克风传感器，为多领域提供精准检测方案。

XARION 激光超声技术原理独特，向物体发射短脉冲激光，经光热机制激发热弹性冲击波在内部传播。而XARION 光学麦克风传感器利用全光效应，借助法布里 - 珀罗干涉仪检测声波引起的空气密度及折射率变化，转换为光信号。其探测体积由激光束定，传感器头小巧且光纤耦合，无机械共振，频带宽且响应平坦。

图 1. 光学麦克风的工作原理和传感器头的图像。通过与声波相互作用对空气折射率的调制由刚性法布里 - 珀罗干涉仪测量。镜

图 1. 光学麦克风的工作原理和传感器头的图像。通过与声波相互作用对空气折射率的调制由刚性法布里 - 珀罗干涉仪测量。镜子位于矩形开口的两侧。

在陶瓷部件检测中的应用

在陶瓷部件生产中，XARION 的技术可对长度约 15 毫米的圆柱形陶瓷元件进行质量把控。检测时，样品一端受激发激光照射，沿圆柱轴传播的声波形成的声学响应在另一端由光学麦克风（如 Eta450 Ultra）记录。

图 2. 示例声学信号。该信号由在陶瓷部件中传播的声波（用于分析，突出显示）和从激发区通过空气传播到麦克风的高振幅延迟分

图 2. 示例声学信号。该信号由在陶瓷部件中传播的声波（用于分析，突出显示）和从激发区通过空气传播到麦克风的高振幅延迟分量组成。

声学信号包含在陶瓷部件中传播的声波及从激发区经空气传播到麦克风的高振幅延迟分量。对 175 个不同样品信号片段进行相关分析，能依据生产批次聚类，如通过皮尔逊相关系数发现某些批次互相关性显著，但有缺陷的批次（如 NOK 批次）在声学响应上与其他批次存在明显偏差，从而有效区分生产批次，保障产品质量。

图 3. 从 175 个样品记录的声学信号之间的皮尔逊相关系数（如图 1 所示）。黑色框表示生产批次，红色虚线框突出显示有缺陷的批次 5 与其余样品之间的低相关性。生产批次内的蓝色线表示与该批次其他样品的偏差，这可能表明存在缺陷。

在半导体检测领域的应用

针对半导体样品，采用经典C扫描方法，激光从顶部激发，光学麦克风置于样品下方，二者在样品表面光栅扫描。传感器与样品距离保持在2 - 4毫米，无需耦合介质。

图 4. 用于扫描演示的 TO92 封装半导体。红色矩形标记扫描区域。

与液体耦合扫描声学显微镜相比，XARION 的空气耦合光学麦克风扫描虽分辨率略低，但步长可达 30 微米，能清晰呈现缺陷细节。如对 TO92 封装且有机械应力诱导缺陷的样品检测，该技术可快速扫描并有效表征常见缺陷，满足生产中快速、在线、非接触式检测需求。

图 5. 对于一个遭受机械应力导致内部损坏的全封装芯片，液体耦合扫描声学显微镜（a）与空气耦合光学麦克风技术（b）的比较

在空气中声场评估方面的应用

XARION光学麦克风传感器因自身特性成为表征空气耦合声源（如压电换能器、PMUT 和 CMUT 阵列等）的理想工具。以热声发射器为例，其基于玻璃基板电加热产生宽带声尖峰，测量时无需激光激发，由XARION光学麦克风传感器记录声学响应，且因麦克风特性无脉冲后振荡。

图 6. 用光学麦克风测量的热声发射器的时间信号。

图 6. 用光学麦克风测量的热声发射器的时间信号。由于光学麦克风不包含会引起振铃的机械可移动元件（如压电超声换能器或膜式麦克风），因此未观察到脉冲后振荡。

热声发射器声场具有窄焦点优势，利于高分辨率扫描。通过 xyz 机器人系统移动麦克风，可生成声场扫描，清晰展示焦点（横向尺寸仅 12 毫米）、近场效应和旁瓣等声场特征。

图 7. 热声发射器的声场。焦点位置可以高分辨率显示。

XARION 的激光超声无损检测技术及XARION光学麦克风传感器在多个应用场景中展现出强大实力。尾波分析可高速区分陶瓷部件生产批次，半导体检测能实现快速在线非接触式分层检测，空气中声场评估也表现出色。未来，随着技术不断发展，有望在更多领域进一步提升检测效率和精度，为工业生产等带来更多价值。

引用链接：

https://xarion.com/ploxmedia/_1_/b652a6e3f8a72b8a249156fee9ed5929/XARION_IEEESensor_2020.pdf返回搜狐，查看更多

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