Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

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

 

Асфандияров Ш.А., Агафонов А.А., Коробов А.И., Андреев В.Г. «Лазерная виброметрия сдвиговых волн в слое гелеобразной среды» Акустический журнал, 69, № 6, с. 792-799 (2023)

С помощью лазерного сканирующего виброметра измерены амплитуды и фазы колебательной скорости сдвиговых волн, возбуждаемых одномерным источником в виде узкого прямоугольного бруска в гелеобразной среде. Измерялись колебания 26 пластинок, отражающих лазерный луч и расположенных внутри оптически прозрачного фантома вдоль отрезка длиной 84.5 мм на расстоянии 20 мм от источника. В непрерывном режиме измерены угловые распределения амплитуды и фазы сдвиговых волн на дискретных частотах от 59 до 500 Гц. В импульсном режиме вибратор возбуждал в среде импульс длительностью 1.5 периода частоты 300 Гц. Амплитуды и фазы сдвиговых волн вычислялись путем быстрого преобразования Фурье временного профиля скорости колебаний пластинок длительностью 50 мс. Угловые распределения амплитуды, измеренные в импульсном и непрерывном режимах, качественно совпадают. На всех частотах распределения симметричны по отношению к вертикальной оси. Максимум амплитуды колебаний наблюдается при углах, близких к ±45°. Скорость сдвиговых волн, рассчитанная по измеренным фазовым распределениям, возрастает от 2 до 2.5 м/с при изменении частоты от 50 до 500 Гц. Показано, что такое поведение скорости хорошо описывается релаксационной моделью среды с одним временем релаксации, равным 0.3 мс. Затухание сдвиговой волны зависит от частоты и превышает 1 см–1 для волн с частотами более 250 Гц. Максимум затухания на длину волны наблюдается вблизи частоты релаксации среды в диапазоне 300–400 Гц. Полученные результаты могут быть использованы при оптимизации устройств для измерения упругости мягких тканей.

Акустический журнал, 69, № 6, с. 792-799 (2023) | Рубрики: 06.10 06.17 06.19

 

Григорьев Л.В. «Акустоэлектроника и акустооптика в гидроакустике» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 31-36 (2023)

Рассмотрены варианты применения компонентов функциональной электроники (акустоэлектроники) и функциональной фотоники (акустооптики) в системах обработки гидроакустической информации.

Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 31-36 (2023) | Рубрики: 06.14 06.17 07.20 07.21

 

Баев А.Р., Метьковец А.И., Майоров А.Л., Асадчая М.В., Воробей А.В. «Особенности оптоакустического возбуждения и распространения пластинчатых волн в тонкостенных объектах» Приборы и методы измерений, 14, № 4, с. 233-241 (2023)

Повышение эффективности неразрушающего контроля пластинчатых материалов с однослойной и двухслойной структурой является актуальной научно-технической задачей. Цель работы заключалась в исследовании особенностей возбуждения и приёма пластинчатых волн (ПВ) в однослойных и двухслойных материалах импульсным лазерным излучением (ЛИ) применительно к обнаружению в них трещин и оценки толщины слоёв при одностороннем прозвучивании. Разработана методика и проведены экспериментальные исследования влияния перемещения области лазерной генерации ПВ по поверхности дюралевых образцов относительно имитатора трещины разной глубины с последующим приёмом сигнала под характерным углом наклоном βI. Установлено существенное изменение структуры волнового фронта при локализации зоны движущегося источника волн в окрестности имитатора трещины, сопровождающееся изменением отношения экстремальных значений амплитуд принимаемой асимметричной моды Aextr до 14–15 дБ. При приёме же симметричной s0 моды величина Aextr не превышает 3–4 дБ. Дана трактовка этому эффекту. Предложена и разработана методика и схема толщинометрии двухслойных материалов с металлизированным покрытием и неметаллическим основанием (стеклотекстолит), где в качестве примера использованы образцы с медным покрытием и основой из стеклотекстолита разной толщины. В данном случае в качестве информативного параметра используется скорость или время распространения ПВ, между двумя малоапертурными (ненаправленными) преобразователями. При этом оценённая чувствительность измеряемой схемы к изменению толщины металлического покрытия составляет 0,5 мкм, а основы – более чем в 2 раза хуже.

Приборы и методы измерений, 14, № 4, с. 233-241 (2023) | Рубрика: 06.17

 

Кравчук Д.А., Чернов Н.Н. «Метод расчета оптоакустического сигнала в слоистой структуре с помощью сверточной нейронной сети» Прикладная физика, № 5, с. 22-25 (2023)

Проведено моделирование формирования оптоакустического сигнала при распространении в образце жидкости содержащей неоднородные слои. Слоистая структура представлена в виде n слоев в которых происходит формирование акустического сигнала в результате оптоакустического эффекта. Полученные значения акустических давлений в слоях на основе разработанной нейронной сети с глубоким обучением позволяют восстановить изображения ткани, в которой происходило оптоакустическое взаимодействие. Используемая нейронная сеть с глубоким обучением обладает уникальными преимуществами, которые могут облегчить клиническое применение оптоакустического метода, снизить время вычислений и адаптировать к любой конкретной задаче. Ключевые слова: оптоакустический эффект, акустический сигнал, нейросеть, лазер.

Прикладная физика, № 5, с. 22-25 (2023) | Рубрика: 06.17

 

Тиманин Е.М., Михайлова И.С., Фикс И.И., Курников А.А., Ковальчук А.В., Орлова А.Г., Угарова О.А., Frenz M., Jaeger M., Субочев П.В. «Улучшение оптоакустических изображений биотканей методом одномерной обратной свертки с адаптивной самокалибровкой в реальном времени» Акустический журнал, 69, № 6, с. 800-807 (2023)

Предложен метод одномерной деконволюции с использованием регуляризации Тихонова для улучшения трехмерных оптоакустических изображений in vivo. Метод использует адаптивную самокалибровку для устранения частотно-зависимых искажений, связанных с распространением и регистрацией ультразвука. Адаптируясь к неоднородным частотным характеристикам исследуемой среды, метод не требует дополнительных калибровочных экспериментов. Время обработки трехмерных оптоакустических данных размером 200×200×100 вокселей составляет менее 5 мс, позволяя улучшать ангиографические изображения в режиме реального времени и повышать эффективное пространственное разрешение на более чем 50%.

Акустический журнал, 69, № 6, с. 800-807 (2023) | Рубрики: 06.17 12.05 12.07

 

Хайрулин И.Р., Радионычев Е.В. «Восстановление по требованию волновой формы мессбауэровского гамма-фотона посредством задержанной акустически индуцированной прозрачности» Письма в ЖЭТФ, 118, № 12, с. 928-937 (2023)

DOI: 10.31857/S1234567823240102

Письма в ЖЭТФ, 118, № 12, с. 928-937 (2023) | Рубрика: 06.17