Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

06.18 Термоакустика, высокотемпературная акустика, фотоакустический эффект

 

Ильичев Н.Н., Самохин А.А. «Новый метод фотоакустического мониторинга процесса лазерной абляции» Инженерная физика, № 9, с. 38-47 (2013)

Представлен обзор новых возможностей экспериментального исследования лазерной абляции поглощающих конденсированных сред в наносекундном режиме воздействия. Новый метод основан на использовании лазерного импульса с периодически модулированной интенсивностью и акустической диагностики возникающего в облучаемой мишени модулированного импульса давления. Поведение амплитуды и фазы высокочастотной части фотоакустического сигнала дает новую информацию о процессах, происходящих в зоне облучения во время действия лазерного импульса. Амплитуда этой составляющей отклика при малых интенсивностях повторяет амплитуду модуляции лазерного импульса, но при увеличении интенсивности ее поведение становится резко немонотонным. Этот обнаруженный нами эффект может быть связан с взаимной компенсацией вкладов от теплового и испарительного механизмов генерации акустических сигналов. Фаза высокочастотной части фотоакустического сигнала также не остается неизменной при увеличении интенсивности облучения, причем ее изменение меняет знак с ростом интенсивности. По этому изменению можно оценивать смещение облучаемой поверхности во время действия лазерного импульса.

Инженерная физика, № 9, с. 38-47 (2013) | Рубрики: 06.17 06.18

 

Салихов Т.Х., Меликхуджа Н., Махмалатиф А., Ходжахонов И.Т. «Вклад поглощения подложки на формирование второй гармоники нелинейного фотоакустического отклика» Доклады академии наук республики Таджикистан, 62, № 11-12, с. 658-665 (2019)

Разработана теория возбуждения второй гармоники нелинейного ФА-сигнала однослойным образцом, когда подложка, также как и образец, является поглощающей. Получено искомое выражение для колебания температуры в буферном газе. Достаточно подробно изучен случай, когда образец является прозрачным и термически тонким. Выявлены закономерности спада амплитуды возбуждаемого нелинейного ФА-сигнала от частоты модуляции и оптического коэффициента поглощения.

Доклады академии наук республики Таджикистан, 62, № 11-12, с. 658-665 (2019) | Рубрика: 06.18

 

Салихов Т.Х., Меликхуджа Н., Махмалатиф А., Ходжаев Ю.П. «Вклад поглощения подложки на формирование второй гармоники нелинейного фотоакустического отклика двухслойных образцов» Доклады академии наук республики Таджикистан, 63, № 3-4, с. 206-215 (2020)

Предложена теория генерации второй гармоники (ВГ) нелинейного ФА-сигнала двухслойными твердотельными образцами, когда подложка, также как оба слоя образца, является поглощающей. Получено необходимое выражение для амплитуды ВГ колебания температуры в буферном газе. Детально рассмотрен случай, когда оба слоя образца являются прозрачными и термически тонкими. Найдены особенности зависимости амплитуды этой гармоники нелинейного ФА-сигала от частоты модуляции и оптического коэффициента поглощения.

Доклады академии наук республики Таджикистан, 63, № 3-4, с. 206-215 (2020) | Рубрика: 06.18

 

Салихов Т.Х., Давлатджонова Ш.Х., Рахмонов Р.К. «Особенности частотной зависимости параметров фотоакустического сигнала сверхтекучего раствора He-He» Доклады академии наук республики Таджикистан, 63, № 11-12, с. 715-722 (2020)

Выполнен анализ частотной зависимости параметров фотоакустического сигнала (ФА), генерируемого сверхтекучим раствором Не-Не в буферный газ. Для двух предельных (сильно и слабопоглощающих) случаев получены достаточно простые формулы для амплитуды и фазы ФА-сигнала и выполнен численный расчет частотных зависимостей этих параметров. Оказалось, что частотная зависимость амплитуды ФА-сигнала представляет собой набор импульсов (гармоник), обусловленные наличием слабозатухающего второго звука в исследуемой системе. Выявлено, что рост амплитуды ФА-сигнала с ростом оптического коэффициента поглощения является нелинейным, а её фаза является слабо чувствительной к вариации коэффициента поглощения.

Доклады академии наук республики Таджикистан, 63, № 11-12, с. 715-722 (2020) | Рубрика: 06.18

 

итюрич Г.С., Велещук В.П., Гиргель С.С., Лебедева Е.В., Власенко А.И., Левицкий С.Н. «Фототермоакустическое преобразование куммер-гауссовых световых пучков в сенсорных полупроводниковых структурах на основе CdTe» Журнал прикладной спектроскопии, 87, № 4, с. 672-676 (2020)

Теоретически и экспериментально исследован процесс лазерного фототермоакустического преобразования в сенсорных полупроводниковых структурах. Получено выражение для импульса давления, описывающего эволюцию ультразвукового отклика, возбуждаемого наносекундным лазерным импульсом с куммер-гауссовым распределением интенсивности. Экспериментально продемонстрирована возможность эффективного управления процессом фототермоакустического преобразования лазерных импульсов в полупроводниковых структурах, используемых для создания высокочувствительных детекторов ионизирующего излучения.

Журнал прикладной спектроскопии, 87, № 4, с. 672-676 (2020) | Рубрика: 06.18

 

Биккулова Н.Н., Курбангулов А.Р., Горемычкин Е.А., Акманова Г.Р., Цыганкова Л.В., Сафаргалиев Д.И., Нигматуллина Г.Р. «Динамика решетки халькогенидов меди и серебра» Инженерная физика, № 1, с. 31-37 (2018)

Приводятся результаты исследований методом неупругого рассеяния нейтронов халькогенидов меди и серебра при температуре 300 K в несуперионной фазе. Получены динамические структурные факторы и обобщенные плотности фононных состояний данных соединений. Неупругие пики, наблюдаемые при энергиях 3–4 MэВ, предположительно соответствуют акустическим колебаниям фононов. Фононные спектры халькогенидов меди и серебра имеют особенности, характерные для структурно-разупорядоченных соединений. Ключевые слова: динамика решетки, неупругое рассеяние нейтронов, халькогениды меди и серебра, фононный спектр, суперионные проводники.

Инженерная физика, № 1, с. 31-37 (2018) | Рубрики: 06.18 17

 

Юсупов В.И., Семилетов И.П., Черных Д.В., Саломатин А.С. «Активная высокочастотная акустическая термометрия мерзлых водонасыщенных сред» Акустический журнал, 68, № 5, с. 501-509 (2022)

Обсуждается перспективный метод активной высокочастотной акустической термометрии, основанный на измерении длительности сигнала обратного рассеяния ультразвуковых импульсов Δt в верхнем слое водонасыщенных пород или донных осадков. Предложена акустическая модель, объясняющая возникновение сильной зависимости длительности этого сигнала от температуры в области нулевых и отрицательных температур. Показано, что Δt при уменьшении температуры возрастает как из-за увеличения коэффициента отражения ультразвуковых волн от слоистой структуры, так и благодаря уменьшению коэффициента поглощения в водонасыщенной среде. Натурные исследования, выполненные на обширном участке арктического шельфа, подтвердили наличие такой зависимости. Предложенный подход может оказаться эффективным для осуществления дистанционного наблюдения за температурными изменениями в мерзлых водонасыщенных породах на суше и верхнем слое донных осадков на мелководном арктическом шельфе, что необходимо для оценки различных, в том числе, экологических рисков, связанных с глобальным потеплением. Ключевые слова: обратное рассеяние, акустический сигнал, мерзлота, арктический шельф.

Акустический журнал, 68, № 5, с. 501-509 (2022) | Рубрики: 06.18 07.17

 

Аносов А.А. «Одномерная обратная задача пассивной акустической термометрии с использованием уравнения теплопроводности: компьютерное и физическое моделирование» Акустический журнал, 68, № 5, с. 562-570 (2022)

Предложен и экспериментально опробован на модели алгоритм восстановления меняющегося во времени одномерного распределения глубинной температуры тела человека при локальном нагреве. В алгоритм заложено требование, что температура подчиняется уравнению теплопроводности, интегрирование которого с весом, учитывающим поглощение в объекте, позволяет получить временную зависимость акустояркостной температуры (измеряемого сигнала), которая, в свою очередь, определяется параметрами уравнения. Искомая температура получается при решении уравнения теплопроводности с найденными параметрами. В алгоритме восстанавливаются два параметра: кровоток и амплитуда источника нагрева, которые не определяются каждый раз заново, а лишь уточняются. При этом увеличивается время интегрирования, но не страдает временное разрешение – получать новые результаты можно через любой промежуток времени. После двухминутного нагрева можно восстановить температуру и размер нагретой области с точностью, приемлемой для медицинских приложений: 0.5°С и 0.5 мм соответственно. Ключевые слова: пассивная акустическая термометрия, тепловое акустическое излучение, восстановление глубинной температуры.

Акустический журнал, 68, № 5, с. 562-570 (2022) | Рубрики: 06.18 12.01