Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

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

 

Туральчук П.А., Вендик И.Б. «Синтез полосовых фильтров на объемных акустических волнах с учетом материальных параметров многослойной структуры резонаторов» Акустический журнал, 68, № 6, с. 611-617 (2022)

Предложена методика синтеза полоснопропускающих фильтров (ППФ) с Чебышевской характеристикой на основе резонаторов на объемных акустических волнах с учетом влияния электромеханических параметров всех слоев многослойной структуры резонаторов. Классический синтез фильтра-прототипа, расширенный введением дополнительных реактивных элементов, позволяет сформировать требования к частотным свойствам резонаторов в составе ППФ с тем, чтобы получить равномерный уровень пульсаций в полосе пропускания. Методика дополнена использованием аналитической модели входного импеданса резонаторов на объемных акустических волнах, которая учитывает электроакустические параметры структуры, извлекаемые из результатов экспериментального исследования тестовых резонаторов. В работе представлены результаты синтеза полоснопропускающего фильтра третьего порядка на объемных акустических резонаторах, реализованных по типу многослойной структуры с акустической изоляцией от подложки.

Акустический журнал, 68, № 6, с. 611-617 (2022) | Рубрики: 04.08 06.01 06.17

 

Котов В.М., Аверин С.В., Карачевцева М.В., Яременко Н.Г. «Акустооптический фильтр пространственных частот, оперирующий в промежуточной области акустооптического взаимодействия» Оптический журнал, 89, № 1, с. 54-62 (2022)

Исследованы характеристики акустооптического фильтра пространственных частот, предназначенного для обработки двумерных изображений и работающего в промежуточной области акустооптической дифракции. Достоинством таких фильтров по сравнению с фильтрами, работающими в брэгговском режиме, является возможность работы на значительно более низких частотах звука, что позволяет увеличить полосу пропускания пространственных частот и уменьшить предельное разрешение. Получены передаточные функции дифракционных порядков. Показано, что использование первого дифракционного порядка позволяет выделять двумерный контур изображения. Экспериментально продемонстрировано выделение контура изображения, переносимого оптическим излучением на длине волны излучения 0,63·10–4 см с использованием акустооптического пространственного фильтра из ТеО2, работающего на частоте 15 МГц.

Оптический журнал, 89, № 1, с. 54-62 (2022) | Рубрики: 06.14 06.17

 

Распопин Г.К., Макашев Д.Р., Борисов А.В., Кистенев Ю.В. «Исследование высокочастотных акустических резонансов оптико-акустического детектора с дифференциальными резонаторами Гельмгольца» Оптика и спектроскопия, 130, № 6, с. 826-831 (2022)

Численно исследованы акустические резонансы оптико-акустического детектора (ОАД) с дифференциальными цилиндрическими резонаторами Гельмгольца при вариации их основных параметров. Получены и проанализированы зависимости добротности акустического резонанса и резонансной частоты от геометрических параметров ОАД. Полученные результаты представляют интерес для разработки оптико-акустических газоанализаторов. Ключевые слова: лазерный газоанализ, оптико-акустический детектор, компьютерное моделирование.

Оптика и спектроскопия, 130, № 6, с. 826-831 (2022) | Рубрики: 06.14 06.17

 

Шипко В.В., Самойлин Е.А., Пожар В.Э., Мачихин А.С. «Формирование контрастных изображений заданных объектов акустооптическим гиперспектрометром путем выборочной спектральной регистрации» Оптика и спектроскопия, 130, № 10, с. 1603-1610 (2022)

Представлена методика выбора положения наиболее информативных спектральных каналов при использовании акустооптического гиперспектрометра в режиме выборочной спектральной регистрации. Разработанная методика позволяет выбрать спектральные каналы, в которых наблюдается максимальный контраст объектов на некотором фоне при условии, что спектральные свойства их известны. Результаты экспериментальных исследований методики подтверждают повышение контраста по сравнению с панхроматическим и с гиперспектральным режимами съемки во всем оптическом диапазоне. Выбор спектральных каналов по представленной методике может быть использован как для формирования функций пропускания в многооконном акустооптическом гиперспектрометре, так и для быстрого формирования высококонтрастных цветосинтезированных изображений. Ключевые слова: гиперспектральные изображения, спектральный контраст, цифровая обработка изображений, акустооптический фильтр, спектральная плотность энергетической яркости.

Оптика и спектроскопия, 130, № 10, с. 1603-1610 (2022) | Рубрики: 06.14 06.17 12.05

 

Боритко С.В., Иванов С.И., Карандин А.В. «Использование модуляционной акустооптической спектрометрии для определения местоположения спектральных особенностей в перекрывающихся спектрах» Журнал радиоэлектроники, № 11, с. 6 (2021)

Спектрометр не способен безошибочно определить спектральные положение меньшего максимума, если он расположен на фоне мощного широкого пика. Решение проблемы известно: достаточно продифференцировать имеющуюся зависимость, и положение меньшего пика определяется с достаточной точностью. На базе квазиколлинеарной акустооптической ячейки был создан макет спектрометра, позволяющего регистрировать как спектр оптического сигнала, так и его производную, причем в реальном масштабе времени. В ходе проведения работ было проведено более детальное исследование работы созданного макета: программно менялась величина фазового сдвига от 0 до 360°, а пространственный период модуляции – от 0 до длины АО ячейки L. В качестве источника излучения использовалась неоновая лампа и все приведенные данные были получены для одной и той же линии излучения. Максимальный сигнал для производной соответствует значениям фазы 90 и 270°. В другой серии экспериментов была исследована работа макета при изменении периода модуляции (фазовый сдвиг фиксирован, ψ=π/2). Максимальный сигнал для производной соответствует значениям длительности периода модуляции равной L/2, т.е. половине длины акустооптической ячейки. Графики результатов “физического” и “математического” дифференцирования не совпадают. Мы предполагаем, что различия связаны с формой аппаратной функции акустооптического спектрометра. Однако, на вершинах спектральных пиков, т.е. в районах пересечения производных с нулевой линией результаты совпадают, что позволяет использовать акустооптическое дифференцирование для выявления "тонкой структуры" оптических спектров, причем в реальном масштабе времени. Таким образом, в результате проведенных работ: предложен метод точного определения положения спектральных максимумов в сложных перекрывающихся спектрах в реальном масштабе времени; создана приборная реализация предложенного метода и показано, что для видимого диапазона (532 нм) точность определения спектрального положения максимумов составляет 0,2 нм

Журнал радиоэлектроники, № 11, с. 6 (2021) | Рубрика: 06.17

 

Бородина И.А., Зайцев Б.Д., Алсовэйди А.К.М., Караваева О.А., Гулий О.И. «Биологический датчик на основе акустической щелевой моды с использованием микробных клеток для определения ампициллина» Акустический журнал, 68, № 6, с. 583-588 (2022)

Представлен биологический датчик для определения ампициллина в проводящих растворах. Датчик создан на основе акустической щелевой моды в структуре, состоящей из двух пьезопластин ниобата лития различных срезов, разделенных воздушным зазором. Одна из пьезопластин служила дном жидкостного контейнера, в который вносилась суспензия микробных клеток, чувствительных к изучаемому антибиотику. Измерялась глубина резонансных пиков на частотной характеристике полных потерь датчика. После этого в контейнер добавлялся исследуемый антибиотик, и измерения повторялись. Аналитическим сигналом, свидетельствующим о появлении антибиотика в суспензии клеток, служило изменение глубины резонансных пиков после его добавления в контейнер.

Акустический журнал, 68, № 6, с. 583-588 (2022) | Рубрика: 06.17

 

Теплых А.А., Зайцев Б.Д., Семёнов А.П., Бородина И.А. «Влияние электропроводности пленки на характеристики акустического резонатора с радиальным возбуждающим электрическим полем» Акустический журнал, 68, № 6, с. 605-610 (2022)

Приведены результаты исследования влияния электрической проводимости тонкой пленки, нанесенной на торец резонатора с радиальным возбуждающим электрическим полем или находящейся в непосредственной близости от него, на характеристики резонатора. Рассмотрено три ситуации: проводящая пленка отсутствует, пленка нанесена непосредственно на торец резонатора и пленка находится на небольшом расстоянии от свободного торца резонатора. Во всех трех случаях рассчитан и измерен электрический импеданс резонатора в широком частотном диапазоне 1–1500 кГц. Впервые проведено уточнение материальных констант пьезокерамики для свободного и закороченного резонатора и показано, что эти константы совпадают между собой с хорошей точностью. Показано, что уменьшение толщины резонатора и увеличение зазора между электродами увеличивает его чувствительность к присутствию проводящей пленки на небольшом расстоянии от торца резонатора.

Акустический журнал, 68, № 6, с. 605-610 (2022) | Рубрика: 06.17

 

Соколовская Ю.Г., Подымова Н.Б., Карабутов А.А. «Выявление нарушений укладки слоев волокон в углепластиках методом широкополосной акустической спектроскопии» Дефектоскопия, № 11, с. 27-36 (2022)

Показана возможность обнаружения нарушений укладки слоев армирующей ткани в углепластиках, представляющих собой зазоры между лентами углеродных волокон. Для этой задачи использовалась широкополосная акустическая спектроскопия с лазерным источником ультразвука. Широкая полоса частот зондирующего сигнала позволяет получить частотные зависимости для коэффициента затухания продольных ультразвуковых волн в углепластике в спектральном диапазоне 1–11 МГц. На примере исследованной стрингерной панели показано, что в областях с наличием зазоров наблюдается локальный минимум внутри резонансного максимума коэффициента затухания, вызванный нарушением периодичности структуры. Сканирование объекта вдоль поверхности позволяет определять направление данных зазоров в плоскости укладки углеродной ткани.

Дефектоскопия, № 11, с. 27-36 (2022) | Рубрика: 06.17