Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

06.17 Акустооптические эффекты, оптоакустика, акустическая визуализация, акустическая микроскопия и акустическая голография

 

Имшенник В.С., Гинзбург С.Л., Жуков В.Т., Дьяченко В.Ф. «Трехмерная численная модель взаимодействия лазерного излучения с плазмой пластиковой мишени» Математическое моделирование, 30, № 4, с. 43-65 (2018)

В трехмерной модели взаимодействия мощного электромагнитного поля с плазмой сверхкритической плотности путем численного решения уравнений Власова–Максвелла получен эффект генерации протонов и ядер углерода высоких энергий, впервые открытый в экспериментах 2000 года на петаваттном лазере Ливерморской Национальной Лаборатории им. Лоуренса (США).

Математическое моделирование, 30, № 4, с. 43-65 (2018) | Рубрики: 06.08 06.17

 

Микитчук Е.П., Козадаев К.В. «Моделирование оптических свойств поверхностных наноструктур для фотоакустических преобразователей» Квантовая электроника, 48, № 7, с. 630-636 (2018)

Статья посвящена разработке компьютерной модели и теоретическим исследованиям наноструктур в виде двумерного монослоя наночастиц (НЧ) благородных металлов на поверхности торца оптоволокна. Осуществлен подбор параметров фотоакустических преобразователей на основе наноструктур для различных окружающих сред с целью обеспечения высокого коэффициента поглощения оптического излучения, что, в свою очередь, обеспечивает наиболее эффективную генерацию ультразвука. Установлено, что эффективное фотоакустическое преобразование может быть достигнуто в поверхностной наноструктуре из сферических НЧ золота на торце оптического волокна в воде в широких диапазонах микроскопических параметров наноструктуры. Показано, что в случае резонансного поглощения оказывается также большим коэффициент обратного отражения, вследствие чего при построении фотоакустических генераторов необходимо обеспечить оптическую изоляцию применяемого лазера.

Квантовая электроника, 48, № 7, с. 630-636 (2018) | Рубрики: 06.11 06.17

 

Кулак Г.В., Крох Г.В., Ропот П.И., Шакин О.В. «Неколлинеарная акустооптическая фильтрация полихроматических бесселевых световых пучков в одноосных кристаллах» Журнал прикладной спектроскопии, 85, № 3, с. 486-491 (2018)

Исследованы особенности неколлинеарной акустооптической фильтрации квазибездифракционных бесселевых световых пучков в одноосных кристаллах. Получены уравнения связанных волн для векторных амплитуд падающего бесселева пучка о-типа и дифрагированного пучка е-типа различных мод. Найдено выражение для эффективности дифракции в зависимости от параметров взаимодействующих бесселевых пучков о- и е-типа, а также от значений интегралов перекрытия. С использованием метода интегралов перекрытия показано, что независимо от значения моды бесселевого светового пучка в условиях поперечного фазового синхронизма дифрагированных бесселевых пучков о- и е-типа в диапазоне оптического спектра 0.4–1.1 мкм в кристаллах парателлурита достижима полоса пропускания фильтра ∼0.6 нм.

Журнал прикладной спектроскопии, 85, № 3, с. 486-491 (2018) | Рубрика: 06.17

 

Егерев С.В. «Фемто-, пикосекундная и "терагерцевая" оптоакустика» Известия РАН. Серия физическая, 82, № 1, с. 532-537 (2018)

Рассматриваются возможности, открывающиеся перед оптоакустической диагностикой благодаря появлению надежных лазерных импульсных источников фемто- и пикосекундной длительности и новых средств приема и обработки высокочастотных сигналов. Основа новых возможностей – объемный источник звука, возникающий как следствие пробоя среды под действием суперкоротких импульсов. Дается обзор новых мировых достижений, и интерпретируются результаты ряда модельных экспериментов по оптоакустической диагностике газовых примесей в малых концентрациях и по прецизионному исследованию морского шельфа.

Известия РАН. Серия физическая, 82, № 1, с. 532-537 (2018) | Рубрика: 06.17

 

Котов В.М., Аверин С.В., Котов Е.В. «Акустооптический модулятор многоцветного излучения на основе ниобата лития» Прикладная физика, № 1, с. 74-77 (2018)

Исследована акустооптическая (АО) брэгговская дифракция многоцветного излучения, генерируемого Ar-лазером в сине-зеленой области спектра, на акустической волне, распространяющейся в кристалле ниобата лития. Показано, что, с точки зрения фазового синхронизма оптических лучей с одной акустической волной, ниобат лития существенно превосходит широко используемый на практике парателлурит при частотах модуляции менее 80 МГц, где парателлурит вносит сильные искажения. Выполненные эксперименты по импульсной модуляции оптического излучения Ar-лазера на частоте звука 56 МГц подтвердили теоретические выводы.

Прикладная физика, № 1, с. 74-77 (2018) | Рубрика: 06.17

 

Кравчук Д.А., Старченко И.Б. «Моделирование процесса насыщения кислородом биологических тканей с помощью оптоакустического метода» Научное приборостроение, 28, № 2, с. 20-24 (2018)

Работа посвящена моделированию оптоакустических сигналов от эритроцитов с учетом кислородонасыщения для лазерного излучения с длиной волны 700 нм. Смоделированы пространственные организации тканей, непересекающихся, случайно распределенных смесей оксигенированных и дизоксигенированных эритроцитов в двумерном пространстве. Представлена теоретическая модель для изучения влияния SO2 крови на оптоакустические сигналы. Для этого рассматривались смеси оксигенированных и дизоксигенирован- ных эритроцитов. Полученный сигнал от эритроцитов был рассчитан с использованием принципа линейной суперпозиции для сигналов, излучаемых отдельными эритроцитами. Было замечено, что амплитуда оптоакустического сигнала возрастала по мере уменьшения SO2 для оптического излучения 700 нм.

Научное приборостроение, 28, № 2, с. 20-24 (2018) | Рубрика: 06.17

 

Мильков М.Г., Волошинов В.Б., Исаенко Л.И, Веденяпин В.Н. «Экспериментальное исследование сверхширокополосной и сверхширокоапертурной неколлинеарной акустооптической дифракции в оптически двуосном кристалле калий титанил арсената» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 1, с. 84-89 (2018)

Исследовано акустооптическое взаимодействие в оптически двуосной кристаллической среде при распространении света вблизи одной из оптических осей кристалла калий титанил арсената KTiOAsO4. Получены экспериментальные данные зависимостей интенсивности дифрагированного оптического пучка от угла падения света на ультразвуковую волну. Показано, что плоский участок среза поверхности волновых векторов оптически двуосного материала позволяет создать сверхширокоапертурный и сверхширокополосный акустооптический дефлектор для управления излучением в видимом и ИК диапазонах электромагнитного спектра.

Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 1, с. 84-89 (2018) | Рубрика: 06.17

 

Гуревич С.Ю., Петров Ю.В., Голубев Е.В. «Измерение толщины тонких металлоизделий с помощью ультразвука, возбуждаемого лазерными наноимпульсами» Дефектоскопия, № 3, с. 3-6 (2018)

Установлено, что при генерации ультразвуковых волн Лэмба в тонких металлоизделиях с помощью термоакустического излучателя диаметром от 3 мм и больше происходит разделение ультразвукового импульса. Этот факт дает возможность измерить групповую скорость ультразвуковых волн. На основе зависимости скорости от частоты колебаний и толщины изделия (дисперсионные кривые) предложена методика измерения его толщины.

Дефектоскопия, № 3, с. 3-6 (2018) | Рубрики: 06.17 14.04

 

Глазов А.Л., Морозов Н.Ф., Муратиков К.Л. «Лазерная фотоакустическая микроскопия отпечатков по виккерсу в титане» Доклады академии наук, 479, № 4, с. 382-385 (2018)

Методом фотоакустической микроскопии с пьезоэлектрической регистрацией сигнала получены изображения отпечатков по Виккерсу в титане. Показано, что анализ особенностей фотоакустических изображений позволяет получать информацию о характере присутствующих в металле внутренних напряжений. В рамках однотемпературной модели термоупругости материалов установлено, что зарегистрированные изменения структуры фотоакустических изображений могут быть обусловлены зависимостью коэффициента теплового расширения от напряжений и присутствием внутри отпечатка концентраторов напряжений.

Доклады академии наук, 479, № 4, с. 382-385 (2018) | Рубрика: 06.17

 

Антонов С.Н., Филатов А.Л. «Акустооптическая дифракция в парателлурите на медленной акустической моде. Повышение эффективности дифракции расходящегося света» Журнал технической физики, 88, № 6, с. 902-906 (2018)

Рассмотрены особенности брэгговской анизотропной акустооптической дифракции в парателлурите на медленной акустической волне. Показаны области частотно-угловых зависимостей, в которых существует эффективная дифракция, и сформулирована их практическая значимость. Получены численные значения для светового излучения с длиной волны света 1.06 мкм. Предложен метод повышения эффективности дифракции расходящегося оптического излучения, что в свою очередь приводит к повышению быстродействия акустооптического модулятора. Метод основан на многочастотном электрическом управлении акустооптическим модулятором. Экспериментально показано, что в отличие от одночастотного управления достигается существенное подавление интенсивности нулевого порядка дифракции, с 30 до 8%.

Журнал технической физики, 88, № 6, с. 902-906 (2018) | Рубрика: 06.17

 

Епихин В.М., Визен Ф.Л., Магомедов З.А., Пальцев Л.Л. «Бесполяризаторные акустооптические монохроматоры» Журнал технической физики, 88, № 7, с. 1071-1074 (2018)

Исследованы монохроматоры на основе неколлинеарного акустооптического фильтра без внешних поляризаторов, в которых в качестве элемента для выделения полезного дифрагировавшего светового пучка использованы: 1) пространственный фильтр-телескоп; 2) повернутая в плоскости дифракции выходная грань кристалла фильтра. Во втором случае для компенсации дисперсии кристалла акустооптического фильтра использована корректирующая призма из того же кристалла, установленная за выходной гранью фильтра по ходу отфильтрованного светового пучка. В результате увеличивается коэффициент пропускания монохроматора при эффективной компенсации углового дрейфа отфильтрованного светового пучка, упрощается конструкция монохроматора, а также уменьшаются его размеры.

Журнал технической физики, 88, № 7, с. 1071-1074 (2018) | Рубрика: 06.17

 

Гасанов А.Р., Гасанов Р.А. «Исследование отклика акустооптическои линии задержки на короткое входное воздействие» Приборы и техника эксперимента, № 3, с. 54-56 (2018)

Рассмотрено влияние диаметра светового пучка, длительности входного импульса и скорости распространения упругой волны на процесс формирования сигнала на выходе акустооптической линии задержки (а.о.л.з.) с прямым детектированием. Анализируются особенности использования классического метода расчета выходного отклика а.о.л.з. Показано что, классический метод расчета может быть использован только при длительностях входного импульса, превышающих постоянную времени а.о.л.з.

Приборы и техника эксперимента, № 3, с. 54-56 (2018) | Рубрика: 06.17

 

Котов В.М., Аверин С.В., Котов Е.В. «Выделение двумерного контура изображения с использованием поляризационно-независимой акустооптической дифракции» Квантовая электроника, 48, № 6, с. 573-576 (2018)

Предложен метод фильтрации двумерных распределений пространственных частот световых волн, основанный на использовании поляризационно-независимой акустооптической (АО) брэгговской дифракции. Метод обеспечивает максимально возможную ширину полосы пропускания пространственных частот и минимальный размер разрешаемого АО элемента. Продемонстрировано выделение двумерного контура в нулевом брэгговском порядке. Основные теоретические выводы экспериментально подтверждены с использованием АО фильтра из парателлурита.

Квантовая электроника, 48, № 6, с. 573-576 (2018) | Рубрика: 06.17

 

Кравчук Д.А., Старченко И.Б. «Математическое моделирование оптикоакустического сигнала от эритроцитов» Вестник новых медицинских технологий: Теоретический и научно-практический журнал, 25, № 1, с. 96-101 (2018)

Проведено математические моделирование генерации оптоакустического сигнала от источника сферической формы. Поскольку 80% эритроцитов имеют сферическую форму, поэтому рассматривалась модель сферических источников оптоакустического сигнала. При воздействии на биожидкость (кровь) лазерным импульсом, происходит термическое расширение в жидкости, которое представляет собой процесс поглощения света в ограниченном объеме с последующей тепловой релаксацией и излучением ультразвуковых волн. Механизм теплового расширения представляет интерес для применения в медицинской диагностике, т.к. он является неинвазивным методом исследований. Зная законы формирования оптоакустического сигнала от объектов сферической формы, в результате воздействия лазера, можно определить количество кровяных телец. Оптоакустические сигналы могут использоваться для изображения пространственного распределения оптических поглотителей. В работе разработана математическая модель, описывающая процесс формирования оптоакустического сигнала от эритроцитов наглядно демонстрирует возможность создания лазерного цитометра in vivo. Решено волновое уравнение для короткого лазерного импульса и сферической формы источника оптоакустического сигнала в жидкости. Рассчитаны амплитуды звукового давления, построен частотный спектр сигнала для реальных размеров эритроцитов с учетом среды поглощения лазерного излучения.

Вестник новых медицинских технологий: Теоретический и научно-практический журнал, 25, № 1, с. 96-101 (2018) | Рубрики: 06.17 15.01