Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

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

 

Перлин Е.Ю., Иванов А.В. «Внутризонные осцилляции Раби с участием фотонов и акустических фононов» Оптика и спектроскопия, 128, № 7, с. 488-493 (2020)

Получены вероятности Wexc внутризонных переходов электронов с участием фотонов и продольных акустических фононов в ковалентном кристалле. Показано, что в случае предпробойных интенсивностей света могут иметь место специфические электрон-фононные осцилляции Раби с частотой ΩR(eff), на которую влияют процессы высших порядков по полю световой волны. Как и в ранее рассмотренном случае процессов с участием оптических фононов, поглощение света идет только до времени достижения первого максимума τ1 на зависимости Wexc(t), где t – время, прошедшее с начала действия лазерного импульса. Ключевые слова: внутризонное поглощение света, осцилляции Раби, деформационный потенциал, ковалентные кристаллы, предпробойные интенсивности света.

Оптика и спектроскопия, 128, № 7, с. 488-493 (2020) | Рубрики: 06.07 06.17

 

Перлин Е.Ю., Иванов А.В. «Внутризонные осцилляции Раби с участием фотонов и акустических фононов» Оптика и спектроскопия, 129, № 4, с. 488-493 (2021)

Получены вероятности Wexc внутризонных переходов электронов с участием фотонов и продольных акустических фононов в ковалентном кристалле. Показано, что в случае предпробойных интенсивностей света могут иметь место специфические электрон-фононные осцилляции Раби с частотой ΩR(eff), на которую влияют процессы высших порядков по полю световой волны. Как и в ранее рассмотренном случае процессов с участием оптических фононов, поглощение света идет только до времени достижения первого максимума τ1 на зависимости Wexc(t), где t – время, прошедшее с начала действия лазерного импульса. Ключевые слова: внутризонное поглощение света, осцилляции Раби, деформационный потенциал, ковалентные кристаллы, предпробойные интенсивности света.

Оптика и спектроскопия, 129, № 4, с. 488-493 (2021) | Рубрики: 06.07 06.17

 

Алейник А.С., Власов А.А., Аширов А.Н. «Методы защиты волоконно-оптических интерферометров от воздействия акустических шумов окружающей среды» Защита от повышенного шума и вибрации: Сборник докладов VII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, 19–21 марта 2019 г., СПб, с. 285-300 (2019)

В настоящее время волоконно-оптические измерительные системы на основе фазовых датчиков находят все более широкое применение в различных сферах науки и техники за счет своих эксплуатационных и точностных параметров. Важнейшей составной частью таких систем являются волоконно-оптические интерферометры, в которых происходит пространственное и временное сведение опорного и измерительного оптических импульсов. Существует серьезный фактор, ограничивающий точность и динамический диапазон таких систем – чувствительность волоконно-оптического интерферометра к внешним шумам и вибрациям за счет эффекта фотоупругости, воздействию которого подвержено оптическое волокно. На исследование возможностей ослабления действия этого фактора и, соответственно, повышения точности упомянутых измерительных систем направлено предлагаемое научнотехническое исследование. В результате подготовлен перечень экспериментально проверенных технических решений и подходов, применение которых позволяет ослабить влияние упомянутого эффекта на 3 порядка (до 1000 раз) в диапазоне частот от 10 до 500 Гц.

Защита от повышенного шума и вибрации: Сборник докладов VII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, 19–21 марта 2019 г., СПб, с. 285-300 (2019) | Рубрика: 06.17

 

Каменев О.Т., Петров Ю.С., Подлесных А.А., Колчинский В.А., Завестовская И.Н., Кульчин Ю.Н., Ромашко Р.В. «Регистрация градиента гидроакустического давления системой волоконно-оптических акселерометров» Краткие сообщения по физике Физического института им. П. Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН), 47, № 5, с. 18-24 (2021)

Представлены результаты экспериментальных исследований переносной измерительной системы на основе двух инерциальных волоконно-оптических акселерометров, в которых в качестве чувствительного элемента применяется многовитковый оптомеханический преобразователь, размещенный в плече волоконно-оптического интерферометра Маха–Цендера. Пассивная фазовая демодуляция с использованием волоконно-оптического разветвителя 3×3 обеспечивает возможность регистрации выходных сигналов интерферометра при наличии температурного дрейфа рабочей точки. Показана возможность регистрации с помощью такой системы градиента акустического и гидроакустического давления.

Краткие сообщения по физике Физического института им. П. Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН), 47, № 5, с. 18-24 (2021) | Рубрика: 06.17

 

Беляева А.С., Романова Г.Э. «Анализ эффективности принципиальных схем перестраиваемого источника на базе акустооптического фильтра» Известия высших учебных заведений. Приборостроение, 64, № 11, с. 933-940 (2021)

Представлен анализ принципиальных оптических схем источника с возможностью спектральной перестройки. Ни один из существующих перестраиваемых источников не позволяет осуществлять одновременную перестройку числа спектральных линий, их положения и полуширины отдельной спектральной линии. Такая спектральная перестройка возможна при применении акустооптической фильтрации вместе с источником широкополосного излучения. При этом особенности акустооптического фильтра приводят к низкой эффективности системы (5% и менее), что ограничивает применение такого источника, например, в спектральном анализе сильно поглощающих сред. Выбор принципиальной схемы системы сопряжения широкополосного источника с акустооптическим фильтром также влияет на эффективность работы схемы и определяет ее дополнительные характеристики – сложность компонентов и габариты. Результаты моделирования работы системы, выполненного с использованием программы автоматизированного проектирования оптических систем Zemax Optic Studio, хорошо согласуются с результатами эксперимента.

Известия высших учебных заведений. Приборостроение, 64, № 11, с. 933-940 (2021) | Рубрика: 06.17

 

Кравчук Д.А. «Использование оптоакустического эффекта для измерения концентрации глюкозы» Прикладная физика, № 6, с. 63-66 (2021)

Исследован оптоакустический метод, имеющий высокое пространственное разрешение, для измерения концентрации глюкозы в крови. Оптоакустический эффект заключается в возбуждении акустических колебаний в жидкой среде в результате поглощения оптического излучения и локального термического нагрева среды. Проведены экспериментальные измерения в свиной крови при различных концентрациях глюкозы с использованием насоса для моделирования кровотока. В настоящее время доступны только два инвазивных метода для измерения глюкозы в крови: первый, самый обычный метод требует забора образца крови, который затем транспортируется и анализируется в клинической лаборатории, нанесение крови на тест полоски глюкометра. Забор крови, особенно у детей, бывает сложным, кроме того, клинические исследования требуют времени. Следовательно, неинвазивный, непрерывный мониторинг глюкозы оптоакустическим методом является перспективным.

Прикладная физика, № 6, с. 63-66 (2021) | Рубрики: 06.17 14.02

 

Котов В.М. «Акустооптический расщепитель-вращатель плоскости поляризации двухцветного излучения» Акустический журнал, 68, № 1, с. 14-21 (2022)

Предложен метод расщепления двухцветного оптического излучения на монохроматические составляющие, плоскости поляризации которых вращаются с частотой звуковой волны. Метод основан на двойном прохождении двухцветного излучения через акустооптический модулятор, изготовленный из гиротропного кристалла, а также на свойстве света изменять поляризацию на взаимоортогональную в результате отражения циркулярно-поляризованного излучения от зеркальной поверхности. Эксперименты, выполненные с использованием акустооптической ячейки из ТеО2, предназначенной для расщепления двухцветного излучения Ar лазера, подтвердили основные выводы теории: получены монохроматические составляющие Ar лазера с вращающимися плоскостями поляризаций на частоте звука 61 МГц. Эффективность дифракции составила 60%. Ключевые слова: акустооптическая дифракция, брэгговский режим, двухцветное излучение, интерференция лучей, вращающаяся плоскость поляризации DOI: 10.31857/S0320791922010051

Акустический журнал, 68, № 1, с. 14-21 (2022) | Рубрика: 06.17

 

Егерев С.В., Симановский Я.О. «Оптоакустика неоднородных биомедицинских сред: конкуренция механизмов и перспективы применения (обзор)» Акустический журнал, 68, № 1, с. 96-116 (2022)

Приведен обзор достижений и проблем опто(фото)акустики последних лет в области биомедицинских приложений в реальных средах и в реальных режимах оптоакустического (ОА) преобразования. Оптоакустика представляет развитое и конкурентное направление. Имеется существенный прогресс в технике лазерной генерации звука, в технике приема, обработки и интерпретации сигнала. Исследования по проблемам прикладной оптоакустики неоднородных биомедицинских сред – жидких образцов и биологических тканей – развиваются по нескольким направлениям. Это визуализация, детектирование примесей в малых концентрациях, проточная цитометрия, тераностика. В зависимости от условий, вклад в информативный звуковой отклик могут вносить несколько механизмов преобразования. Это линейный и нелинейный термоупругие механизмы, причем приобретающие дополнительные черты при лазерном облучении суспензий, а также неоднородных биологических тканей. Проявляется также совместный вклад термоупругих механизмов и механизма лазерно-индуцированной кавитации, развивающейся на неоднородностях. Прогресс биомедицинских оптоакустических технологий предполагает полный учет условий ОА-преобразования применительно к конкретной задаче. Как выяснилось, публикации по вопросам лазерной генерации звука в реальных средах уже составили большой массив, нуждающийся в структуризации. Нельзя обойти вниманием и предстоящий в недалеком будущем переход к клиническому применению систем ОА-визуализации. Ключевые слова: оптоакустический эффект, неоднородные жидкости, биологические ткани, визуализация, детектирование примесей в малых концентрациях, проточная цитометрия, тераностика DOI: 10.31857/S0320791922010026

Акустический журнал, 68, № 1, с. 96-116 (2022) | Рубрики: 06.17 13.02

 

Дьяконов Е.А., Пороховниченко Д.Л. «Спектрально-поляризационная акустооптическая фильтрация инфракрасного излучения в кристалле бромида ртути» Известия РАН. Серия физическая, 86, № 1, с. 93-97 (2022)

Проведено исследование широкоугольной геометрии акустооптического взаимодействия в кристалле бромида ртути. Найдены условия, при которых возможна одновременная дифракция обеих собственных мод кристалла в противоположные порядки дифракции. Показано, что геометрия взаимодействия остается неизменной в спектральном диапазоне 3–30 мкм. Полученные результаты позволяют создать акустооптический фильтр инфракрасного излучения с произвольной поляризацией.

Известия РАН. Серия физическая, 86, № 1, с. 93-97 (2022) | Рубрика: 06.17

 

Быковский Н.Е. «Эффект вынужденного радиального рассеяния в оптических средах с возбуждением в них сходящихся акустических волн при накачке мощными наносекундными импульсами с широким спектром» Оптика и спектроскопия, 129, № 7, с. 876-888 (2021)

Рассмотрен механизм вынужденного радиального рассеяния и вызванные им специфические разрушения в поверхностных слоях оптических сред, наиболее ярко проявляющиеся в средах с низким порогом фазового перехода. Эти разрушения являются результатом пластической деформации поверхности под действием сходящихся акустических волн, образующихся в результате радиального рассеяния. Показано, что вынужденное радиальное рассеяние может быть ответственно за лазерное разрушение интерференционных зеркал, и предложен механизм его возбуждения в тонких слоях. Ключевые слова: вынужденное рассеяние Мандельштама–Бриллюэна, вынужденное комбинационное рассеяние, ударные волны.

Оптика и спектроскопия, 129, № 7, с. 876-888 (2021) | Рубрика: 06.17

 

Хоркин В.С. «Акустические и акустооптические свойства стекол GeaSebTec и SiaSebTec в случае дифракции на продольных и сдвиговых акустических волнах» Оптика и спектроскопия, 129, № 10, с. 1293-1300 (2021)

Исследованы акустические и акустооптические свойства стекол на основе германия, селена, кремния и теллура. Представлены результаты измерений для стекол, в химический состав которых входит германий, селен, теллур (GeSeTe), а также кремний и теллур (SiTe). Приведены основные свойства стекол, такие как скорости продольных и сдвиговых акустических волн, а также величины акустооптического качества M2, полученные при дифракции на продольных и сдвиговых акустических волнах на длине волны оптического излучения λ=3.39 μm. Представлены результаты измерения акустического затухания α для продольных и сдвиговых акустических волн в теллуровых стеклах на частотах ультразвука в диапазоне f=75–100 MHz. Ключевые слова: акустооптика, акустооптическое качество, германий, селен, кремний, теллур, затухание акустических волн.

Оптика и спектроскопия, 129, № 10, с. 1293-1300 (2021) | Рубрика: 06.17