【摘 要】
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基于固体的光声效应理论,建立了石墨烯薄膜光声效应的理论模型,推导了石墨烯薄膜光声信号的声压表达式.对不同基底的石墨烯薄膜进行了超快脉冲激光下的光声理论计算和实验测
【机 构】
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苏州大学轨道交通学院,江苏苏州215131;苏州大学机电工程学院激光加工中心,江苏苏州215131
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基于固体的光声效应理论,建立了石墨烯薄膜光声效应的理论模型,推导了石墨烯薄膜光声信号的声压表达式.对不同基底的石墨烯薄膜进行了超快脉冲激光下的光声理论计算和实验测试,对比发现,计算值与实验值在频域内的变化趋势基本吻合,有效验证了理论模型的正确性.进而,利用灵敏度分析法对影响石墨烯薄膜光声效率的相关因素进行研究,结果表明,石墨烯薄膜的厚度变化(5～15 nm)对光声效率影响微弱,灵敏度系数低于0.01;基底材料的蓄热系数对光声效率有显著影响,灵敏度系数约为1.88,蓄热系数较低的基底材料表现出的声学性能更好;环境气体的密度、热导率和比热的灵敏度系数分别为1.09、0.97和0.9,石墨烯薄膜产生的声压级大约与环境气体比热的倒数成正比.研究结果对于石墨烯薄膜在光声扬声器等相关领域的应用具有指导意义.
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