Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

04.06 Отражение, дифракция, рассеяние упругих волн

 

Поликарпова Н.В., Волошинов В.Б. «Многократное отражение объемных акустических волн в кристаллах и его применение в акустооптических устройствах» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 5 (2019). 106 с.

Приводятся результаты исследования закономерностей распространения и многократного отражения объёмных акустических волн в кристалле двуокиси теллура. Данный кристалл был выбран для анализа из-за чрезвычайно большой упругой анизотропии и исключительно высокого коэффициента акустооптического качества материала. Исследование распространения волн проводилось методом зондирования акустического столба лазерным лучом, а также методом акустооптической визуализации акустических пучков. В частности, подробно исследовано явление многократного отражения волн от двух свободных граней кристалла. Для этого из кристалла парателлурита была изготовлена призма сложной конфигурации с двумя параллельными и двумя взаимно наклоненными гранями. С помощью пьезоэлектрического преобразователя из Х-среза кристалла ниобата лития в призме возбуждалась квазисдвиговая акустическая волна, которая распространялась с углом акустического сноса 74° между фазовой и групповой скоростью ультразвука. Данная акустическая волна падала на одну из наклонных граней призмы и затем отражалась от этой грани, при этом в кристалле наблюдались сразу две отраженные акустические волны. Эти волны после первого отражения падали на две другие свободные грани призмы, после чего происходило повторное отражение волн. При проведении экспериментов в результате многократных отражений в призме наблюдались не менее пяти отраженных волн. Эти волны распространялись в кристалле в плоскости (001) в различных направлениях. Для этих волн в результате расчетов были определены их основные акустические параметры. В эксперименте особое внимание уделялось и тщательному измерению направления распространения акустических волн. Также оценивались величины фазовых скоростей и углов акустического сноса. Наконец, в непосредственно определялись и величины коэффициентов отражения и коэффициентов затухания ультразвука. Все указанные параметры были определены методами акустооптики на частоте ультразвука 87 МГц и при длине волны света 532 нм. На основе проведенных исследований была предложена новая модификация квазиколлинеарного перестраиваемого акустооптического фильтра на кристалле парателлурита. По сравнению с известными акустооптическими квазиколлинеарными устройствами предлагаемый акустооптический прибор является многоканальным, допускающим работу с несколькими световыми пучками одновременно. Ключевые слова: акустические волны, многократное отражение, парателлурит, акустооптический фильтр

XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 5 (2019). 106 с. | Рубрика: 04.06

 

Смирнов И.П., Сидоров К.А., Хилько А.И. «Мультистатическое зондирование океана частично-когерентными волноводными компонентами высокочастотного акустического поля» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 6 (2019). 106 с.

Анализируются возможности мультистатического высокочастотного (ВЧ) акустического наблюдения в случайно-неоднородном океане при использовании направленных частично-когерентных импульсов. Показано, что интерференционные компоненты коэффициентов когерентности отдельных волноводных структур по разному ослабляются по мере усиления случайных флуктуаций среды. Получены оценки продольных горизонтальных масштабов когерентности волноводных компонент ВЧ поля. Установлено, что вертикальный масштаб области когерентности ВЧ поля зависит от формы фронтов волн рефракции, которые, в свою очередь, определяются профилем показателя преломления волновода и положением источника звука в нем. Показано, что эффективность мультистатического ВЧ акустического наблюдения может быть повышена при селекции отдельных волноводных компонент путем временного стробирования, а также использованием вертикально ориентированных излучающих и приемных решеток. Ключевые слова: зондирование океана, мультистатическое наблюдение, решетка когерентных излучателей, когерентность, флуктуации

XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 6 (2019). 106 с. | Рубрика: 04.06

 

Клячин Б.И. «Рассеяние и отражение плоской волны от системы шероховатых слоев» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 15-16 (2019). 106 с.

Рассматривается слоистая среда с шероховатыми границами между жидкими параллельными слоями (внутри отдельного слоя акустические параметры не меняются). Из однородного полупространства на эту систему слоев падает плоская звуковая волна. Задача решается в два этапа. На первом этапе вычисляется когерентное звуковое поле, возникающее при многократном отражении и преломлении на системе слоев. На втором этапе вычисляется некогерентное поле, возникающее при многократном рассеянии на шероховатостях. Это некогерентное поле, естественно, так же испытывает многократное отражение и преломление на границах слоев. На обоих этапах используется метод самосогласованного поля, который основан на однородности поля в направлении вдоль системы параллельных слоев. Первый этап – вычисление когерентного поля – хорошо изучен. Второй этап – вычисление некогерентного поля – оригинален. Здесь (на втором этапе) используется теория переноса излучения. Применение этой теории приводит к выводу системы интегральных уравнений для лучевой интенсивности некогерентного поля. (Лучевая интенсивность – плотность потока мощности звукового поля на единичную площадку и в единичный телесный угол.). В рамках простых предположений о шероховатостях между слоями получается решение задачи. Вычисляется отраженное, преломленное и рассеянное поле всей системой слоев. Анализируется так же и поле внутри слоев. Когерентное поле остается когерентным в результате отражений и преломлений (в том числе и многократных). Когерентное поле переходит в некогерентное в результате рассеяния (даже однократного). Некогерентное поле всегда остается некогерентным. Ключевые слова: многократное отражение, преломление, рассеяние звука; теория переноса излучения; когерентное и некогерентное поле

XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 15-16 (2019). 106 с. | Рубрика: 04.06