臺灣博碩士論文加值系統

本文主旨在於以漢克轉換(Hankel Transform)的方法結合勁度矩陣法和傳遞矩陣法及力電互易定理，以波數域上的理論分析建構出任意等、異向均質線彈性介質試體及其所組成的層狀試體之 曲線正算之模擬方法。當試體不含裂縫時，其散射效應可化為一反射係數之概念，然而從超音波顯微鏡的工作原理可知， 曲線的模擬計算可藉由力電互易定理的引入，簡化成一含介質試體反射係數的波數域無限積分。在波數域的反射係數，可由試體與耦合液體之整體勁度矩陣或傳遞矩陣來求得其數學式。最佳化方法則考慮適應模擬退火法及簡單體法的使用，分別對材料彈性常數及鍍層厚度作精確的收斂。

目錄
誌謝 Ⅰ
摘要 Ⅱ
目錄 Ⅲ
表、圖目錄 Ⅵ
符號說明 Ⅹ
第一章 緒論 1
第二章 超音波顯微鏡 4
2.1超音波顯微鏡之工作原理 4
2.2力-電互易定理與V(z)曲線 8
2.3 V(z)曲線數學模型的建立 9
第三章 波場及反射係數 13
3.1入射波場 14
3.1.1 S平面之入射場 14
3.1.2 耦合液體內波場 16
3.2 勁度矩陣法 18
3.2.1統御方程式 19
3.2.2單層固體 20
3.2.3固體半平面 24
3.2.4半平面試體之反射係數 25
3.2.5任意層狀試體 27
3.3傳遞矩陣法 28
3.3.1試體中位移及應力波場 28
3.3.2異向性半平面試體之反射係數R 33
3.3.3異向性層狀試體之波場與反射係數R 35
第四章V(z)曲線數值模擬 39
4.1耦合液體中入射場之決定 39
4.2波數域數值積分方法 40
4.3 V(z)曲線振盪與表面聲波速度 42
4.4 V(z)曲線之模擬算例 42
4.4.1半平面等向試體 42
4.4.2層狀等向試體 43
4.4.3半平面異向試體 44
4.4.4層狀異向試體 45
第五章 介質反算 47
5.1 反算方法之說明 49
5.1.1 成本函數之定義 49
5.1.2 函數值最小化之方法 50
5.2等向性試體之反算 53
5.2.1半平面試體之波速反算 53
5.2.2層厚與波速之反算 54
5.3 異向性試體之反算 55
5.3.1 半平面試體材料係數之反算 55
5.3.2 鍍單層試體厚度及材料常數之反算 55
第六章 結論 57
參考文獻 59
附錄A 61
附錄B 64
附錄C 67
附錄D 69
附表、圖 70
圖、表目錄
表2.1 鏡頭之幾何參數及特性 70
表4.1 異向性試體材料性質 71
圖2.1 超音波顯微鏡構造示意圖 72
圖2.2 兩種聚焦方式的超音波顯微鏡 73
圖3.1 超音波顯微鏡之波傳圖 74
圖3.2 半平面試體散射波場求解示意圖 75
圖4.1 波數域積分路徑示意圖 76
圖4.2 半平面鋁(Al)試體之V(z)曲線 77
圖4.3 半平面鐵氟龍(teflon)試體之V(z)曲線 78
圖4.4 半平面氧化鋅(ZnO)試體之V(z)曲線 79
圖4.5 半平面矽(Si)試體之V(z)曲線 80
圖4.6 半平面氮化鈦(TiN)試體之V(z)曲線 81
圖4.7 ZnO/Al層狀試體之V(z)曲線 82
圖4.8 TiN/Al層狀試體之V(z)曲線 83
圖4.9 ZnO/MgO層狀試體不同厚度之V(z)曲線 84
圖4.10 TiN/Al層狀試體不同厚度之V(z)曲線 85
圖4.11a ZnO/Al層狀試體厚度最小之V(z)曲線 86
圖4.11b ZnO/Al層狀試體厚度最小之V(z)曲線 87
圖4.12a TiN/Al層狀試體厚度最小之V(z)曲線 88
圖4.12b TiN/Al層狀試體厚度最大之V(z)曲線 89
圖4.13 半平面 之V(z)曲線 90
圖4.14半平面CdSe試體之V(z)曲線模擬 91
圖4.15半平面BeO試體之V(z)曲線模擬 92
圖4.16半平面Ti試體之V(z)曲線模擬 93
圖4.17半平面硫化硒(CdS)試體之V(z)曲線模擬 94
圖4.18半平面硫化鋅(ZnS)試體之V(z)曲線模擬 95
圖4.19層狀ZnS/CdS試體不同厚度之V(z)曲線模擬 96
圖4.20層狀BeO/CdS試體不同厚度之V(z)曲線模擬 97
圖5.1 半平面鋁質試體之橫波、縱波波速反算示意圖 98
圖5.2 半平面矽試體之橫波、縱波波速反算示意圖 99
圖5.3 半平面鐵氟龍試體之橫波、縱波波速反算示意圖 100
圖5.4 氧化鋅鍍層-矽底層之波速與厚度(1.4 )反算示意圖 101
圖5.5 氧化鋅鍍層-矽底層之波速與厚度(5.6 )反算示意圖 102
圖5.6 矽鍍層-氧化鋅底層之波速與厚度(0.2 )反算示意圖 103
圖5.7 矽鍍層-氧化鋅底層之波速與厚度(2.0 )反算示意圖 104
圖5.8a 半平面 試體材料常數C11反算 105
圖5.8b 半平面 試體材料常數C12反算 105
圖5.8c 半平面 試體材料常數C13反算 105
圖5.8d 半平面 試體材料常數C33反算 106
圖5.8e 半平面 試體材料常數C44反算 106
圖5.9a 半平面CdSe試體材料常數C11反算 107
圖5.9b 半平面CdSe試體材料常數C12反算 107
圖5.9c 半平面CdSe試體材料常數C13反算 107
圖5.9d 半平面CdSe試體材料常數C33反算 108
圖5.9e 半平面CdSe試體材料常數C44反算 108
圖5.10a 半平面Ti試體材料常數C11反算 109
圖5.10b 半平面Ti試體材料常數C12反算 109
圖5.10c半平面Ti試體材料常數C13反算 109
圖5.10d 半平面Ti試體材料常數C33反算 110
圖5.10e 半平面Ti試體材料常數C44反算 110
圖5.11a 鎘化硒鍍層-硫化硒底層之材料常數C11反算示意圖 111
圖5.11b 鎘化硒鍍層-硫化硒底層之材料常數C12反算示意圖 111
圖5.11c 鎘化硒鍍層-硫化硒底層之材料常數C13反算示意圖 111
圖5.11d 鎘化硒鍍層-硫化硒底層之材料常數C33反算示意圖 112
圖5.11e 鎘化硒鍍層-硫化硒底層之材料常數C44反算示意圖 112
圖5.11f 鎘化硒鍍層-硫化硒底層之鍍層厚度 反算示意圖 112
圖5.12a *鎘化硒鍍層-硫化硒底層之材料常數C11反算示意圖 113
圖5.12b *鎘化硒鍍層-硫化硒底層之材料常數C11反算示意圖 113
圖5.12c *鎘化硒鍍層-硫化硒底層之材料常數C11反算示意圖 113
圖5.12d *鎘化硒鍍層-硫化硒底層之材料常數C11反算示意圖 114
圖5.12e *鎘化硒鍍層-硫化硒底層之材料常數C11反算示意圖 114
圖5.12f *鎘化硒鍍層-硫化硒底層之鍍層厚度 反算示意圖 114

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