抄録/ポイント:
抄録/ポイント
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炭素繊維強化プラスチック(CFRP)は比強度・比剛性が高いため,航空機や自動車などの輸送機器の構造材料として用いられている。CFRPが製品の主要部分に適用されるにしたがい,製造時の品質保証および運用時の健全性評価についても高い水準が求められるようになってきている。レーザ超音波試験(LUT)は,超音波の送受信を完全非接触で実現する画期的な検査・計測技術である。一般に,対象が金属材料であればLUTの光源としてNd:YAGレーザ(波長1.064μm)が用いられる場合が多い。一方で,CFRPを対象とする場合,3.2μm周辺の波長である中赤外光が超音波発生用の光源として適している。3.2μm周辺の光を出すことができる真に実用的な光源は存在せず,実際には,炭酸ガスレーザが多用されている。筆者等は,光パラメトリック発振(OPO)による波長変換に着目し,Nd:YAG固体レーザの基本波(波長1.064μm)を中赤外光(3.2μm)へと変換する結晶素子を創製し,CFRPのLUTに最も適したレーザ光源を開発した。本稿では,OPO波長変換装置および超音波計測装置について概略を述べるとともに,CFRPサンプルの測定および模擬欠陥サンプルの探傷事例について紹介する。LUTシステムは,レーザ光源と波長変換装置,サンプル設置用のXYステージ,レーザ干渉速度計で構成される。この装置では,レーザ光の分岐により,超音波発生用光源を中赤外光もしくは波長変換前のNd:YAG基本波に切り替えることが可能である。