Кожушко В.В., Палтауф Г., Кренн Х. «Регистрация наносекундных оптико-акустических импульсов в стали» Акустический журнал, 59, № 2, с. 279-282 (2013)

Оптико-акустическое преобразования 5 нс лазерных импульсов было использовано для возбуждения широкополосных продольных акустических импульсов в стальной пластинке толщиной 0.4 мм. Электромагнитный акустический преобразователь, объединяющий плоскую проволочную катушку диаметром 5 мм и усилитель, был предложен для бесконтактной регистрации ультразвука. Постоянный цилиндрический магнит и катушка, размещенная непосредственно у печатной платы операционного усилителя, располагались с одной стороны образца, что позволяло детектировать переменное электромагнитное поле, создаваемое импульсами давления, возбуждаемыми с противоположной стороны. Спектр регистрируемых импульсов охватывал диапазон частот от 5 до 200 МГц. DOI: 10.7868/S0320791913020081

Волошинов В.Б., Юшков К.Б., Юхневич Т.В. «Компенсация хроматических аберраций в акустооптических системах спектрального анализа изображений» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 5, с. 25-30 (2012)

Рассмотрены усовершенствованные оптические схемы акустооптических систем спектрального анализа изображений, характеризующиеся низким уровнем продольных и поперечных хроматических аберраций. Рассмотрены физические механизмы компенсации хроматизма акустооптической дифракции за счет оптимального использования дисперсионных свойств пассивных оптических элементов системы. Снижение продольных хроматических аберраций рассмотрено для системы с одним объективом и дополнительной рассеивающей линзой, а также в конфокальной системе, сформированной двумя объективами. Экспериментальное исследование в видимом диапазоне спектра показало снижение продольных смещений в 2.5 раза и поперечных смещений на два порядка и более.

Сырямкин В.И., Глушков Г.С., Бородин В.А., Жданов Д.С. «Интегрированные акусто-оптико-телевизионные методы неразрушающего контроля твердых наноматериалов» Дефектоскопия, № 11, с. 48-61 (2011)

Проблема неразрушающего контроля долгое время стоит перед инженерами всего мира. Одним из путей решения этой проблемы является телевизионный и акустический анализ состояния наноматериалов. Рассмотрено устройство и принцип работы многофункционального интеллектуального акустооптического микроскопа, а также методы неразрушающего контроля материалов: вейвлет-анализ и акустический анализ.

Антонов С.Н., Вайнер А.В., Проклов В.В., Резвов Ю.Г. «Влияние пространственной структуры звукового поля на брэгговскую акустооптическую дифракцию в условиях сильной акустической анизотропии» Журнал технической физики, 80, № 3, с. 97-106 (2010)

Рассматривается брэгговская акустооптическая дифракция в акустически анизотропной среде с учетом дифракционной двумерной пространственной структуры акустического пучка. Найдены условия, при которых существенно ослабевает обратная передача световой мощности из дифрагированного луча в проходящий в режиме 100%-ной эффективности дифракции. Показано, что причиной эффекта является дифракционное искривление волновых фронтов звукового пучка в плоскости акустооптической дифракции. Решена задача оптимизации размеров пьезопреобразователя и пространственного положения входного светового луча по критерию минимально необходимой мощности акустического поля. Приведены результаты моделирования в широком интервале параметров акустооптического взаимодействия в случае гауссова светового пучка. Адекватность модели подтверждена экспериментально. Сформулированы рекомендации разработчикам акустооптических устройств.

Антонов С.Н., Вайнер А.В., Проклов В.В., Резвов Ю.Г. «Брэгговская акустооптическая дифракция без перемодуляции при фазированном преобразователе» Журнал технической физики, 80, № 9, с. 104-109 (2010)

Теоретически и экспериментально исследована брэгговская акустооптическая дифракция без режима перемодуляции – появление протяженной области высокой эффективности на зависимости " амплитуда звука–эффективность дифракции". Установлено, что явление возникает в случае симметрично-неоднородного акустического поля и связано с равенством модулей и противоположностью по знаку дополнительных фазовых набегов световых лучей, проходящих симметричные части звукового поля. Рассматривается ситуация, когда возбуждение акустического поля осуществляется трехсекционным фазированным пьезопреобразователем. Найдены условия, при которых существенным образом ослабевает обратная передача световой мощности из дифрагированного луча в проходящий (перемодуляция) в режиме высокой эффективности дифракции (близкой к 100%). Существенно, что при использовании фазированной решетки эффект слабо зависит от частоты звука и размера секций преобразователя, что позволяет наблюдать его в большом диапазоне параметров акустооптического взаимодействия.

Штанько В.Ф., Толмачев В.М., Чинков Е.П., Степанов С.А. «Пространственное распределение динамических механических напряжений в ионных кристаллах при воздействии импульсного электронного пучка» Журнал технической физики, 82, № 2, с. 68-72 (2012)

Представлены результаты экспериментального и теоретического изучений формы акустического импульса в щелочно-галоидных кристаллах, генерируемого воздействием импульсного электронного пучка с максимальной энергией электронов 0.28 MeV и плотностью энергии 0.1–0.65 J/cm². Установлено, что форма акустического импульса при использованных параметрах пучка существенно отличается от профиля плотности поглощенной энергии. Возникновение тонкой структуры акустического импульса связано с локальным выделением энергии вследствие развития многоканального электрического пробоя.

Антонов С.Н., Вайнер А.В., Проклов В.В., Резвов Ю.Г. «Акустооптическая дифракция с учетом влияния граней светозвукопровода» Журнал технической физики, 82, № 6, с. 80-84 (2012)

Теоретически и экспериментально исследовано влияние размеров светозвукопровода в плоскости, ортогональной плоскости акустооптической дифракции, на структуру акустического поля, и, как следствие, на акустооптическую дифракцию. Предложен метод приближенного расчета акустического поля с учетом отражения звукового пучка от граней кристалла. На этой основе проведен анализ в широком интервале отношения высоты преобразователя к высоте кристалла. Предсказано появление области концентрации звуковой мощности как в случае параллельных граней, так и в случае малой клиновидности. Ряд положений иллюстрирован экспериментально при использовании в качестве среды взаимодействия парателлурита. Полученные результаты могут быть использованы при конструировании акустооптических приборов.

Князев Г.А., Мещеряков А.В., Сухоруков А.П. «Эффект параметрической рефракции при акустооптическом взаимодействии» Известия РАН. Серия физическая, 75, № 12, с. 1751-1754 (2011)

Рассмотрено взаимодействие оптических и акустических пучков в случае отсутствия брэгговского синхронизма. Оптический пучок испытывает самовоздействие за счет каскадной нелинейности. В результате акустооптического взаимодействия может наблюдаться полное отражение оптических лучей от пучка ультразвука.

Михайловская А.С., Михайловская Л.В. «Дифракция света в промежуточном режиме акустооптического взаимодействия при наклонном падении света» Оптика и спектроскопия, 110, № 2, с. 317-323 (2011)

Приведены результаты расчетов дифракции света на ультразвуке в изотропной среде при произвольных малых углах падения света на звуковой слой. Рассмотрен промежуточный режим дифракции, для которого по волновому параметру не выполнены условия наблюдения дифракций Рамана–Ната и Брэгга. Исследовано влияние длины области акустооптического взаимодействия и угла между падающим световым лучом и звуковой волной на распределение интенсивности света в дифракционных максимумах в зависимости от акустической мощности. Проанализированы особенности перехода от режима дифракции Рамана–Ната к режиму дифракции Брэгга через промежуточный режим дифракции.

Кулак Г.В., Анисимова А.Е. «Широкополосная дифракция света на объемных акустических волнах в одноосных кристаллах» Оптика и спектроскопия, 110, № 2, с. 333-336 (2011)

Исследована дифракция света на объемных ультразвуковых волнах, возбуждаемых системой встречно-штыревых преобразователей, в одноосных кристаллах. Показано, что широкополосная акустооптическая дифракция в тригональных кристаллах при наличии дополнительной анизотропии существенно отличается от изотропной дифракции на сдвиговой ультразвуковой волне при ее отсутствии. Установлено, что точная коррекция угла Брэгга в широком диапазоне частотной перестройки достигается за счет электроиндуцированной анизотропии во внешнем электрическом поле.

Белокопытов Г.В., Пятакова З.А. «Акустооптическое взаимодействие в двумерных фотонных кристаллах: эффективность дифракции Брэгга» Оптика и спектроскопия, 110, № 4, с. 636-644 (2011)

Получены уравнения для брэгговского режима акустооптической дифракции света в двумерных фотонных кристаллах (ФК). Определены условия применимости одноволнового приближения, в котором достаточно учитывать лишь по одной фурье-компоненте у каждой из волн Блоха, участвующих в акустооптическом взаимодействии. В одноволновом приближении получены формулы, позволяющие оценить величину коэффициентов акустооптического качества ФК. Показано, что в ФК достижимы более высокие коэффициенты акустооптического качества, чем в составляющих его материалах.

Балакший В.И., Волошин А.С. «Акустооптическое взаимодействие в кристаллах с большой акустической анизотропией» Оптика и спектроскопия, 110, № 5, с. 840-846 (2011)

Теоретически исследованы особенности брэгговской дифракции света на синусоидальной фазовой решетке, созданной в анизотропной среде акустической волной, для случая большого сноса акустической энергии. Получены модифицированные уравнения связанных волн, на основе которых проведен расчет частотных и угловых характеристик анизотропной дифракции в кристалле парателлурита. Показано, что снос акустического пучка существенно изменяет угловой и частотный диапазоны акустооптического взаимодействия.

Соловьев А.П., Перченко М.И., Зюрюкина О.В. «Особенности регистрации сигнала акустооптического взаимодействия при визуализации рассеивающих сред» Оптика и спектроскопия, 112, № 5, с. 873-882 (2012)

Получены экспериментальные зависимости регистрируемого сигнала акустооптического взаимодействия и отношения сигнала к шуму от параметров рассеивающей среды с использованием однощелевой и трехщелевой диафрагм перед фотокатодом приемника. При перечисленных условиях проведено сравнение параметров визуализации поглощающего объекта. Определены условия предпочтительного использования многощелевой диафрагмы.

Дьяконов Е.А., Волошинов В.Б., Никитин П.А. «Невзаимный эффект при низкочастотном и высокочастотном коллинеарном акустооптическом взаимодействии» Оптика и спектроскопия, 113, № 6, с. 701-711 (2012)

Проведено теоретическое исследование невзаимного эффекта при коллинеарном акустооптическом взаимодействии в низкочастотном и высокочастотном режимах. Показана количественная эквивалентность невзаимности, определяемой по частоте ультразвука и по длине волны света. Получено выражение для определения величины невзаимности, справедливое как для низкочастотного, так и для высокочастотного режимов коллинеарного акустооптического взаимодействия. Показано, что форма и ширина частотной характеристики коллинеарного акустооптического взаимодействия, вычисленные в приближении малой эффективности дифракции, одинаковы в низкочастотном и высокочастотном режимах. Получена зависимость ширины полосы частот коллинеарного акустооптического взаимодействия от затухания ультразвуковой волны и от величины эффективности дифракции. Сделаны численные оценки величины невзаимного эффекта в некоторых применяемых в акустооптике кристаллах. Показано, что невзаимность коллинеарного взаимодействия проявляется в высокочастотном режиме существенно сильнее, чем в низкочастотном. Доказано, что оптимальным материалом для экспериментальной реализации невзаимного эффекта в высокочастотном режиме взаимодействия является кристалл сапфира.

Подымова Н.Б., Карабутов А.А., Кобелева Л.И., Чернышова Т.А. «Лазерный оптико-акустический метод количественной оценки влияния пористости на локальные упругие модули изотропных композиционных материалов» Конструкции из композиционных материалов, № 2, с. 58-64 (2012)

Подымова Н.Б., Карабутов А.А., Павлин С.В., Калашников И.Е., Болотова Л.К., Чернышова Т.А., Кобелева Л.И., Кулибаба В.Ф. «Измерение упругих модулей дисперсно-наполненных композиционных материалов лазерным оптико-акустическим методом» Физика и химия обработки материалов, № 2, с. 78-87 (2011)

Подымова Н.Б., Карабутов А.А., Мордынский В.Б. «Импульсный акустический метод измерения пористости газотермических покрытий с лазерным источником ультразвука» Упрочняющие технологии и покрытия, № 6, с. 43-48 (2011)

Предложен и экспериментально реализован импульсный акустический метод с лазерным источником ультразвука для измерения пористости (объемной концентрации пор) керамических (Alf)3 и металлических (самофлюсующиеся сплавы) покрытий, полученных плазменным газотермическим напылением на стальную подложку. Метод основан на лазерном термооптическом возбуждении зондирующих ультразвуковых импульсов, измерении фазовой скорости продольных акустических волн в образце покрытия, пропитанного иммерсионной жидкостью (дистиллированная вода, этанол или керосин), и использовании теоретической модели распространения ультразвука в двухфазной среде.

Магдич Л.Н., Юшков К.Б., Волошинов В.Б. «Широкоапертурная дифракция неполяризованного излучения в системе из двух акустооптических фильтров» Квантовая электроника, 39, № 4, с. 347-352 (2009)

Изучена дифракция света в двух последовательно расположенных акустооптических ячейках, обеспечивающих фильтрацию неполяризованного излучения с широким угловым спектром. Показано, что боковые лепестки диаграммы направленности ультразвукового излучения пьезоэлектрического преобразователя являются причиной образования побочных дифракционных максимумов интенсивности на выходе системы из двух фильтров. Экспериментальное исследование дифракции проведено для фильтров из кристалла парателлурита на длине волны света 1.06 мкм.

Молчанов В.Я., Волошинов В.Б., Макаров О.Ю. «Квазиколлинеарные перестраиваемые акустооптические фильтры на основе кристалла парателлурита для систем спектрального уплотнения и селекции каналов» Квантовая электроника, 39, № 4, с. 353-360 (2009)

Исследуется близкое к коллинеарному акустооптическое взаимодействие в акустически и оптически анизотропных кристаллах парателлурита, и обсуждается возможность применения этого типа взаимодействия в акустооптических перестраиваемых фильтрах с высоким спектральным разрешением. Сравниваются различные модификации приборов, и рассматриваются варианты построения устройств, предназначенных для обработки световых пучков и селекции световых сигналов в волоконно-оптических системах связи со спектральным уплотнением каналов на длине волны излучения λ1550 нм.

Пеливанов И.М., Барская М.Д., Подымова Н.Б., Хохлова Т.Д., Карабутов А.А. «Измерение локального коэффициента поглощения света в рассеивающих средах оптико-акустическим методом. Ч.1. Моделирование распределения плотности энергии излучения на оси лазерного пучка под поверхностью рассеивающей среды методом Монте-Карло» Квантовая электроника, 39, № 9, с. 830-834 (2009)

Предложен новый метод измерения локального коэффициента поглощения света в рассеивающих средах, например в биотканях. Он основан на пропорциональности амплитуды возбуждаемого оптико-акустического (ОА) сигнала объемной плотности поглощенной световой энергии на границе среды (произведение коэффициента поглощения света и плотности энергии лазерного пучка). В первой части работы с помощью метода Монте-Карло исследуется влияние диаметра лазерного пучка, коэффициента поглощения и приведенного коэффициента рассеяния света среды на максимальную плотность энергии излучения на оси лазерного пучка в приповерхностной области рассеивающей среды. Предсказаны условия, при которых амплитуда регистрируемого в прозрачной среде, контактирующей с исследуемой рассеивающей средой, ОА сигнала должна оставаться пропорциональной коэффициенту поглощения света исследуемой среды при изменении в ней коэффициента рассеяния более чем в два раза. Результаты численного моделирования использованы для теоретического обоснования предложенного ОА метода

Пеливанов И.М., Барская М.Д., Подымова Н.Б., Хохлова Т.Д., Карабутов А.А. «Измерение локального коэффициента поглощения света в рассеивающих средах оптико-акустическим методом. Ч.2. О возможности измерения коэффициента поглощения света по амплитуде оптико-акустического сигнала» Квантовая электроника, 39, № 9, с. 835-838 (2009)

Вторая часть работы посвящена созданию экспериментального метода измерения коэффициента поглощения света в сильнорассеивающих средах, который основан на регистрации амплитуды оптико-акустического (ОА) сигнала, возбуждаемого в рассеивающих свет средах, при одностороннем доступе к исследуемому объекту. Разработана схема ОА преобразователя, реализующего предложенный метод измерений. Эксперименты проведены для сред с различными оптическими характеристиками (коэффициентом поглощения и приведенным коэффициентом рассеяния света) и при различных диаметрах падающего лазерного пучка. Установлено, что диаметр лазерного пучка можно подобрать таким, чтобы зависимости амплитуды регистрируемого ОА импульса от коэффициента поглощения света совпали при изменении приведенного коэффициента рассеяния более чем в два раза. На основе полученных результатов предложен метод измерения локального коэффициента поглощения света в сильнорассеивающих средах, например в биотканях.

Прудковский П.А. «Автоволны при двухволновом смешении в фоторефрактивных средах» Квантовая электроника, 41, № 1, с. 30-33 (2011)

Аналитически и численно исследована фазовая часть системы уравнений, описывающей двухволновое смешение в фоторефрактивной сильно инерционной среде. Показано, что в процессе эволюции решение системы проходит через ряд квазистационарных состояний, переключение между которыми осуществляется путем прохождения нелинейной волны. Скорость и профиль такой "волны переключения" полностью определяются этими состояниями, что является признаком автоволнового процесса. Полученные результаты позволяют объяснить принципиальную неустранимость флуктуаций интенсивности света в процессе развития двухволнового смешения в фоторефрактивных средах при достаточно больших интенсивностях световых полей.

Макаров В.А., Пережогин И.А., Петникова В.М., Потравкин Н.Н., Шувалов В.В. «Эллиптически поляризованные кноидальные волны в среде с пространственной дисперсией кубической нелинейности» Квантовая электроника, 42, № 2, с. 117-119 (2012)

Найдены новые частные аналитические решения системы нелинейных уравнений Шредингера, соответствующие эллиптически поляризованным кноидальным волнам в изотропной гиротропной среде с пространственной дисперсией кубической нелинейности и частотной дисперсией второго порядка при выполнении условий формирования волноводов единого профиля для каждой из циркулярно поляризованных компонентов светового поля.

Никитин С.М., Хохлова Т.Д., Пеливанов И.М. «Измерение температурной зависимости эффективности оптико-акустического преобразования в биотканях in-vitro» Квантовая электроника, 42, № 3, с. 269-276 (2012)

Экспериментально исследована возможность применения оптико-акустического метода для мониторинга температуры при тепловом воздействии на биоткани. В качестве исследуемых сред использовались: куриная грудка (как модель мышечной ткани), свиное сало (в качестве жировой ткани) и свиная печень (как модель кровенасыщенной ткани). In-vitro измерены зависимости амплитуды возбуждаемого в биотканях оптико-акустического сигнала от температуры в диапазоне 20–80°С. Измерения проведены в двух режимах: "на нагрев" и "на остывание". Выявлены сходство и различие в поведении полученных зависимостей в различных температурных диапазонах, связанные со структурным составом исследуемых образцов. Проведена оценка предельной точности восстановления температуры по экспериментальным данным для исследуемых типов тканей. Показано, что температура, соответствующая коагуляции биотканей, может быть определена с точностью ∼1°С.

Макаров В.А., Петникова В.М., Потравкин Н.Н., Шувалов В.В. «Чирпированные эллиптически поляризованные кноидальные волны и поляризационный "хаос" в изотропной среде с пространственной дисперсией кубической нелинейности» Квантовая электроника, 42, № 12, с. 1118-1122 (2012)

Глазов А.Л., Муратиков К.Л., Николаев В.И., Пульнев С.А. «Наблюдение фотоакустичеcкой микроскопией влияния механической обработки на мартенситную структуру приповерхностного слоя монокристаллов сплава Cu-Al-Ni» Письма в Журнал технической физики, 36, № 15, с. 32-37 (2010)

Методами фотоакустической микроскопии исследованы приповерхностные слои монокристаллов на основе медных сплавов с эффектами памяти формы и сверхупругости. Показано, что фотоакустическая микроскопия в исследовании мартенситной структуры имеет ряд преимуществ по сравнению с оптической, поскольку выявление структуры возможно и без предварительной полировки поверхности образцов. Этот факт позволил установить влияние технологической обработки и связанных с ней напряжений на двойниковую структуру в этих кристаллах. Установлено, что чувствительность метода фотоакустической микроскопии позволяет наблюдать структурные преобразования уже на ранних стадиях образования мартенситной фазы.

Пятакова З.А., Белокопытов Г.В. «Акустооптическая эффективность двумерных фотонных кристаллов» Письма в Журнал технической физики, 37, № 1, с. 3-8 (2011)