Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

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

 

Ватульян А.О., Кондратьев В.С. «Колебания неоднородного пьезокерамического цилиндра при наличии затухания» Проблемы прочности и пластичности, 78, № 4, с. 406-414 (2016)

Представлены результаты исследования колебаний пьезокерамического цилиндра с радиальной поляризацией при наличии затухания. Рассмотрены неоднородные законы изменения физических характеристик (упругие модули и электрические характеристики), которые являются функциями радиальной координаты. Учет затухания осуществляется путем введения в определяющие соотношения линейной электроупругости соответствующих комплексных модулей. Полученная каноническая система решена методом пристрелки. Определены амплитудно-частотные характеристики при наличии и отсутствии затухания, проведен их сравнительный анализ. Построены графики амплитудно-частотных характеристик для некоторых законов изменения физических характеристик материала. Проведены численные расчеты для некоторых законов неоднородности. Решена обратная задача по восстановлению некоторых функций, характеризующих переменные комплексные модули. Осуществлена реконструкция законов неоднородности на основе решения простейшей модельной задачи, в которой известны значения безразмерных функций радиального смещения и радиального напряжения в наборе точек внутри области.

Проблемы прочности и пластичности, 78, № 4, с. 406-414 (2016) | Рубрики: 04.16 06.17

 

Shyshkova K.A., Leiko O.H. «Излучение звука цилиндрическим пьезокерамическим преобразователем с радиальной поляризацией и жестким экраном (Випромінювання звуку циліндричним п’єзокерамічним перетворювачем з радіальною поляризацією і жорстким екраном)» Микросистемы, Электроника и Акустика (с июня 2017 года правопреемник, основанного в марте 1995 года журнала "Электроника и Связь", укр.), 24, № 4, с. 68-73 (2019)

Розглянута акустична антена, відбивач якоï виконаний у вигляді акустично жорсткого екрану, а джерелом звуку є циліндричний п’єзокерамічний перетворювач з радіальною поляризацією. Висота випромінювача вважається нескінченно великою, тому розподіл швидкостей рівномірний. Внутрішній об'єм перетворювача заповнений вакуумом або газом. Задача випромінювання звуку такою антеною вирішена з використанням методів зв’язаних полів і часткових областей. Всі фізичні поля антени представлені у вигляді розкладання в ряди Фур’є, коефіцієнти яких визначаються в результаті розв’язку диференціальних рівнянь, що описують електропружні коливання п’єзокерамічного перетворювача і хвильові процеси в акустичних середовищах, що контактують з ним. Розв’язок задачі випромінювання звуку зведено до розв’язку методом редукціï нескінченноï системи лінійних алгебраïчних рівнянь.

Микросистемы, Электроника и Акустика (с июня 2017 года правопреемник, основанного в марте 1995 года журнала "Электроника и Связь", укр.), 24, № 4, с. 68-73 (2019) | Рубрики: 06.14 06.17

 

Perchevska L.V., Drozdenko O.I., Drozdenko K.S., Leiko O.H. «Обеспечение теплового режима работы стержневых конструкций пьезокерамических электроакустических преобразователей (Забезпечення теплового режиму роботи стержневих конструкцій п’єзокерамічних електроакустичних перетворювачів)» Микросистемы, Электроника и Акустика (с июня 2017 года правопреемник, основанного в марте 1995 года журнала "Электроника и Связь", укр.), 24, № 5, с. 56-63 (2019)

Розглянуто два методи аналізу теплових полів для конструкцій п'єзокерамічних електроакустичних перетворювачів – аналітичний розрахунок та моделювання. Проаналізовано причини виникнення нагріву, а також негативні наслідки, до яких призводить нагрів перетворювачів. Обґрунтовано необхідність аналізу теплових полів саме для п'єзокерамічних електроакустичних перетворювачів стержневоï конструкціï. Проведено порівняння аналітичного методу знаходження теплового поля, заснованого на розв'язанні диференціального рівняння теплопровідності Фур'є, і комп'ютерного моделювання, виконаного за допомогою методу скінченних елементів в системі автоматизованого проектування SolidWorks. Проведено чисельні розрахунки теплових полів розглянутими методами для типовоï конструкціï стержневого перетворювача. Показано процес розігріву електроакустичного перетворювача. Встановлено, що моделювання дозволяє врахувати конструкційні особливості перетворювачів і дозволяє швидше змінювати параметри елементів для пошуку найбільш раціонального конструкторського рішення. Отримані результати можуть бути використані при конструюванні стержневих п'єзокерамічних електроакустичних перетворювачів.

Микросистемы, Электроника и Акустика (с июня 2017 года правопреемник, основанного в марте 1995 года журнала "Электроника и Связь", укр.), 24, № 5, с. 56-63 (2019) | Рубрики: 06.14 06.17

 

Наседкин А.В., Еремеев В.А. «О моделях наноразмерных пьезоэлектрических материалов со связанными поверхностными эффектами» Проблемы прочности и пластичности, 79, № 4, с. 375-384 (2017)

Рассматриваются динамические задачи для пьезоэлектрических наноразмерных тел с учетом поверхностных эффектов и затухания. Для этих задач предложена новая математическая модель, обобщающая модель упругой среды с демпфированием по Рэлею и модель Гуртина–Мурдоха учета поверхностных эффектов. Новая постановка задачи учитывает электромеханическую связанность механизмов затухания и поверхностных эффектов как в объеме тела, так и на поверхности. Обсуждаются особенности использования метода конечных элементов для численного решения рассматриваемых задач. Показано, что для статических и нестационарных задач уравнения, полученные методом конечных элементов, можно привести к формам, содержащим только симметричные квазиопределенные матрицы. Отмечается, что для нестационарных задач и для задач об установившихся колебаниях возможно применение метода суперпозиции, приводящего к независимым уравнениям для амплитуд колебаний отдельных мод. Численные примеры демонстрируют влияние поверхностных модулей на локальные и на интегральные характеристики колебательных процессов наноразмерных пьезоэлектрических тел

Проблемы прочности и пластичности, 79, № 4, с. 375-384 (2017) | Рубрика: 06.17

 

Айзикович С.М., Кудиш И.И. «Приближенное аналитическое решение задачи о полосовом электроде на поверхности пьезоэлектроупругой полуплоскости с функционально-градиентным пьезоэлектроупругим покрытием» Проблемы прочности и пластичности, 81, № 4, с. 393-401 (2019)

Рассматривается плоская задача о полосовом электроде на поверхности функционально-градиентного пьезоэлектрического покрытия однородной полуплоскости. Покрытие и подложка трансверсально-изотропны, ось изотропии совпадает с осью поляризации и нормальна к поверхности покрытия. Предполагается, что электроупругие свойства покрытия изменяются с глубиной по произвольным, независимым друг от друга законам. На поверхности покрытия находится полосовой электрод и задана разность потенциалов, которая приводит к электроупругой плоской деформации покрытия и подложки. С использованием интегрального преобразования Фурье задача сводится к решению парного интегрального уравнения. Для решения уравнения применен двусторонний асимптотический метод, основанный на аппроксимации Паде трансформанты ядра интегрального уравнения. Полученное приближенное парное интегральное уравнение решается в замкнутом аналитическом виде. Построены приближенные аналитические выражения для электрической индукции, вертикальных и горизонтальных смещений поверхности покрытия и распределения электрического потенциала на поверхности покрытия. Эти выражения являются асимптотически точными для больших и малых значений относительной толщины покрытия (отношение толщины покрытия к полуширине электрода).

Проблемы прочности и пластичности, 81, № 4, с. 393-401 (2019) | Рубрики: 06.17 16

 

Аршакян А.А., Макарецкий Е.А. «Моделирование характеристик электродных систем акустооптических дефлекторов» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 5, с. 340-346 (2021)

Рассмотрены методы снижения трудоёмкости изготовления акустооптических дефлекторов оптоэлектронных спектроанализаторов. Предложена методика электродинамического моделирования электродных систем дефлекторов, позволяющая произвести анализ характеристик согласования и настройку на уровне модели электродной структуры.

Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 5, с. 340-346 (2021) | Рубрика: 06.17

 

Bezverhyi O.I., Grigoryeva L.O. «Электромеханическая чувствительность круглых и кольцевых пьезоэлектрических тонких пластин при механическом возмущении (Електромеханічна чутливість круглих та кільцевих п’єзоелектричних тонких пластин при механічному збуренні)» Микросистемы, Электроника и Акустика (с июня 2017 года правопреемник, основанного в марте 1995 года журнала "Электроника и Связь", укр.), 22, № 5, с. 40-46 (2017)

Досліджується реакція п’єзокерамічних осьових датчиків з чутливим елементом в формі круглих та кільцевих пластин на імпульсне механічне навантаження. Визначається електрорушійна сила п’єзокерамічних поляризованих по товщині пластин при механічному навантаженні, прикладеному паралельно до напрямку поляризаціï. Розглядаються планарні нестаціонарні осесиметричні коливання пластини, що виникають при цьому. Проаналізовано зміну динамічних характеристик електромеханічного стану п’єзокерамічноï пластини, встановлено залежність характеру нестаціонарних коливань від навантаження та відношення радіусів пластини при імпульсному навантаженні. Аналізується зміна ЕРС датчика в процесі реакціï на нестаціонарне збурення.

Микросистемы, Электроника и Акустика (с июня 2017 года правопреемник, основанного в марте 1995 года журнала "Электроника и Связь", укр.), 22, № 5, с. 40-46 (2017) | Рубрики: 06.17 14.01

 

Starovoit Y.I., Kurdiuk S.V., Leiko O.H. «Физические поля цилиндрических гидроакустических антенн с экраном и пьезокерамическими цилиндрическими излучателями с радиальной поляризацией (Фізичні поля циліндричних гідроакустичних антен з екраном і циліндричними п’єзокерамічними випромінювачами з радіальною поляризацією)» Микросистемы, Электроника и Акустика (с июня 2017 года правопреемник, основанного в марте 1995 года журнала "Электроника и Связь", укр.), 23, № 1, с. 30-36 (2018)

В статті вирішена «наскрізна» задача випромінення звуку циліндричною гідроакустичною антеною, утвореною із певноï кількості циліндричних п’єзокерамічних випромінювачів з радіальною поляризацією і циліндричного акустичного екрана, розміщеного всередині антени, за умови збудження випромінювачів заданою вхідною електричною напругою. Випромінювачі у складі антени можуть бути як силовоï, так і компенсованоï конструкцій. Отримане рішення може бути використане для визначення чисельних характеристик електричних, механічних або акустичних полів таких типів антен в цілому або окремих випромінювачів у ïх складі.

Микросистемы, Электроника и Акустика (с июня 2017 года правопреемник, основанного в марте 1995 года журнала "Электроника и Связь", укр.), 23, № 1, с. 30-36 (2018) | Рубрики: 06.17 14.01

 

Starovoit Y.I., Kurdiuk S.V., Leiko O.H. «Физические поля цилиндрических гидроакустических антенн с экраном и пьезокерамическими цилиндрическими излучателями с радиальной поляризацией (Фізичні поля циліндричних гідроакустичних антен з екраном і циліндричними п’єзокерамічними випромінювачами з радіальною поляризацією)» Микросистемы, Электроника и Акустика (с июня 2017 года правопреемник, основанного в марте 1995 года журнала "Электроника и Связь", укр.), 23, № 1, с. 30-36 (2018)

В статті вирішена «наскрізна» задача випромінення звуку циліндричною гідроакустичною антеною, утвореною із певноï кількості циліндричних п’єзокерамічних випромінювачів з радіальною поляризацією і циліндричного акустичного екрана, розміщеного всередині антени, за умови збудження випромінювачів заданою вхідною електричною напругою. Випромінювачі у складі антени можуть бути як силовоï, так і компенсованоï конструкцій. Отримане рішення може бути використане для визначення чисельних характеристик електричних, механічних або акустичних полів таких типів антен в цілому або окремих випромінювачів у ïх складі.

Микросистемы, Электроника и Акустика (с июня 2017 года правопреемник, основанного в марте 1995 года журнала "Электроника и Связь", укр.), 23, № 1, с. 30-36 (2018) | Рубрики: 06.17 14.01

 

Drozdenko O.I., Leiko O.H. «Излучение максимальной акустической мощности системами гидроакустических цилиндрических пьезокерамических преобразователей с окружной поляризацией (Випромінювання максимальноï акустичноï потужності системами гідроакустичних циліндричних п’єзокерамічних перетворювачів з окружною поляризацією)» Микросистемы, Электроника и Акустика (с июня 2017 года правопреемник, основанного в марте 1995 года журнала "Электроника и Связь", укр.), 23, № 2, с. 58-65 (2018)

Для довільних систем гідроакустичних випромінювачів проаналізовані ті фізичні фактори, які обмежують можливості випромінювання максимальноï акустичноï потужності такими системами. До них віднесені механічна, електрична та теплова міцності випромінювачів систем. Для механічноï міцності п'єзокерамічних випромінювачів визначені можливі фізичні причини, що обмежують ïï величину, і на основі ïхнього аналізу запропонований ряд можливих підходів, технічна реалізація яких дозволяє підвищити акустичну потужність, випромінювану системою. Для одного із цих підходів, пов'язаного з організацією в системі однаковоï коливальноï швидкості випромінювачів, близькоï до гранично можливоï для ïхнього механічного руйнування, сформульована і методом зв'язаних полів у багатозв'язних областях вирішена задача випромінювання довільною системою, утвореною з кінцевого числа гідроакустичних циліндричних п'єзокерамічних випромінювачів з окружною поляризацією, максимальноï акустичноï потужності.

Микросистемы, Электроника и Акустика (с июня 2017 года правопреемник, основанного в марте 1995 года журнала "Электроника и Связь", укр.), 23, № 2, с. 58-65 (2018) | Рубрики: 06.17 14.01

 

Стирманов Ю.С., Грищенко И.В., Коняшкин А.В., Рябушкин О.А. «Исследование рассеяния мощного лазерного излучения в кристаллах трибората лития методом пьезорезонансной спектроскопии» Нелинейный мир, 19, № 4, с. 46-49 (2021)

Постановка проблемы. С ростом мощности современных источников лазерного излучения возрастают и требования к оптическому качеству нелинейно-оптических кристаллов, которые широко используются для нелинейно-оптического преобразования частоты лазерного излучения. Так как оптическое качество нелинейно-оптических кристаллов характеризуется, в частности, коэффициентом рассеяния лазерного излучения, его определение является актуальной задачей. Цель. Исследовать возможность применения метода пьезорезонансной спектроскопии для измерения малых коэффициентов оптического рассеяния нелинейно-оптических кристаллов при воздействии непрерывного лазерного излучения высокой мощности и интенсивности. Результаты. Проведено экспериментальное измерение малых коэффициентов рассеяния нелинейно-оптических кристаллов методом пьезорезонансной спектроскопии. Определен коэффициент рассеяния кристаллов трибората лития LiB3O5 (LBO) при воздействии непрерывного лазерного излучения с длиной волны 1070 нм. Показано, что в диапазоне интенсивностей лазерного излучения от 3 до 60 МВт/см2 коэффициент оптического рассеяния кристалла LBO возрастает от 1,5·10–3 до 5,0·10–3 см–1. Практическая значимость. Продемонстрирована возможность применения метода пьезорезонансной спектроскопии для измерения малых коэффициентов оптического рассеяния нелинейно-оптических кристаллов при воздействии лазерного излучения высокой мощности и интенсивности.

Нелинейный мир, 19, № 4, с. 46-49 (2021) | Рубрика: 06.17

 

Морозов В.А., Зегря А.Г., Зегря Г.Г., Савенков Г.Г. «Пьезоэлектрические свойства пористого кремния» Письма в ЖЭТФ, 114, № 10, с. 680-684 (2021)

На основании теоретического анализа и прямых экспериментов с образцами на основе пористого кремния n- и p-типа установлено, что пористый кремний, в связи с понижением симметрии кристаллической решетки, становится пьезоэлектриком. Показано, что оба типа (n- и p-) пористого кремния обладают пьезоэлектрическими свойствами; при этом пьезоэлектрические свойства пористого кремния n-типа, в 2.5 слабее пьезоэлектрических свойств пористого кремния p-типа, при одной и той же степени пористости. Это объясняется тем, что при одной и той же степени пористости, поры в кремнии p-типа более широкие и ровные при удалении от поверхности вглубь материала, а в пористом кремнии n-типа более узкие и извилистые.

Письма в ЖЭТФ, 114, № 10, с. 680-684 (2021) | Рубрика: 06.17

 

Радионычев Е.В., Хайрулин И.Р., Кочаровская О.А. «О возможности распространения гамма-фотонов со скоростью менее шести метров в секунду при комнатной температуре посредством акустически индуцированной прозрачности» Письма в ЖЭТФ, 114, № 12, с. 789-797 (2021)

Ранее [Phys. Rev. Lett. 124, 163602 (2020)] сообщалось о наблюдении акустически индуцированной прозрачности фольги из нержавеющей стали для резонансных гамма-фотонов с энергией 14.4 кэВ от радиоактивного мессбауэровского источника 57Co, которая аналогична электромагнитно-индуцированной прозрачности и расщеплению Аутлера–Таунса. В данной статье мы показываем, что в тех же экспериментальных условиях использование фольги из нержавеющей стали определенной толщины, обогащенной нуклидом 57Fe, осциллирующей с оптимальной частотой, позволит замедлить однофотонный волновой пакет гамма-излучения длительностью около 80 нс от источника 57Co до значений менее 6 м/с с задержкой порядка 100 нс при комнатной температуре.

Письма в ЖЭТФ, 114, № 12, с. 789-797 (2021) | Рубрика: 06.17