Рис. 4.7. Схема лазерного возбуждения УЗ-колебаний: 1 – твердотельный лазер, 2 – объект контроля, 3 – полупрозрачное стекло, 4 – интерферометр, 5 – усилитель, 6 – регистратор, 7 – гелиевый лазер
При облучении изделия энергией светового потока в материале возникают акустические волны вследствие трех режимов генерации:
1 – термомеханических напряжений;
2 - режима испарения;
3 - детонаций.
Рис. 4.8. Зависимость амплитуды сигналов от интенсивности излучения.
Если нагреть поверхностный участок изделия, то соседние участки этого тела приобретают повышенную температуру не сразу, а лишь спустя некоторое время. Неравномерное распределение температуры приводит к неравномерному тепловому расширению тела, а следовательно к появлению термомеханических напряжений. Поскольку эти напряжения изменяются во времени, то в результате возникают акустические волны, излучаемые слоем с изменяющейся температурой. Глубина проникновения энергии импульса за время его действия (t 0) определяется зависимостью 
, где 
- коэффициент температуропроводности. Для 
0 ,где 
- коэффициент температуропроводности. Для 
= 30 нс глубина 
для МУС составит 
=10мкм. Разогрев металла идет со скоростью, достигающей 1010 град/с.
При II режиме д = 200-600 квт/мм2 генерация УЗ-колебаний происходит за счет превращения испаряющегося конденсированного вещества в газ, либо за счет теплового расширения металла, нагретого выше критической точки в присутствие избыточного давления паров металла. Импульс отдачи разлетающихся паров металла пропорционален плотности мощности излучения лазера.
В III режиме генерации УЗ-колебаний заметную роль играют процессы взаимодействия паров металла с падающим излучением. При значениях, когда тепловая энергия вещества и энергия ионизации равны между собой, плазма становится непрозрачной и ведет себя как взрывчатое вещество, создавая ударную волну. Трем режимам генерации соответствуют различные диаграммы направленности продольных УЗ-волн. Качественно эта картина представлена на рисунке, а количественно сигналы для I, II, III режимов находятся в соотношении 1:20:30.
В первом (I) режиме диаграмма представляет собой два симметричных лепестка, расположенных под углом 550 к нормали.
Для второго (II) режима диаграмм представляет собой центральный лепесток.
Третий (III) режим характеризуется почти сферической диаграммой направленности.
Рис. 4.9. Диаграммы направленности продольных (а) и поперечных волн (б) для различных режимов излучения
Для возбуждения всех типов волн необходим лазер мощностью с энергией порядка нескольких долей (0,1 Дж) и длительностью 
=10-8с. Применение термоупругого эффекта не обеспечивает оптимальных условий проведения контроля, вследствие более размытой диаграммы направленности. Поэтому наиболее целесообразно проведение лазерного ультразвукового контроля в испарительном режиме. Сдерживание лазерного ультразвукового контроля объясняется в первую очередь не эффективностью приема УЗ-колебаний и не стабильностью характеристик лазеров.
