概要

目的

レーザー励起超音波は、非接触励振, 微小領域励振による時間空間分解能の向上、等さまざまなメリットがある。ここでは、シリコンの微細格子にレーザーを照射した際の超音波伝播の解析を行った。

使用している機能

・熱-機械密練成解析

PZFlexの熱-機械練成解析には、疎練成、密練成を選択できる。一般に超音波伝播と熱伝導の速度はオーダーが異なるため、超音波伝播解析-(発熱密度データ)-熱伝導解析-(温度分布データ)-熱変形解析のように超音波計算と熱伝導計算を交互に行う疎練成で解析される。レーザー励起超音波ではレーザー照射による温度変化が急激であるため、超音波伝播と熱解析を同時に実施する密練成解析を採用する。

解析モデル

ピラー幅164μm、ピッチ260μmのシリコンの格子の1辺に5マイクロ秒の間レーザーを照射することを想定します。

レーザー照射に伴う温度分布、温度変化を以下のように与え、伝熱解析の境界条件とした。

解析結果

解析結果として超音波伝搬図（面に垂直な変位）を以下に示します。