Пономарев Ю.Н. «Международная конференция по оптоакустике и оптотермическим явлениям: теория и приложения» Оптика атмосферы и океана, 26, № 11, с. 1008-1009 (2013)

Зенинари В., Капитанов В.А., Пономарев Ю.Н., Куртуа Д. «Резонансная фотоакустическая ячейка Гельмгольца для спектроскопии слабо поглощающих газов и газоанализа» Оптика атмосферы и океана, 12, № 10, с. 968-980 (1999)

Представлены результаты разработки фотоакустических ячеек резонансного типа (резонатор Гельмгольца и дифференциальный резонатор Гельмгольца) и экспериментального исследования зависимости чувствительности этих ячеек от давления газа, частоты модуляции возбуждающего излучения и геометрии ячеек. Описана простая конструкция резонатора Гельмгольца для измерений спектров поглощения и концентраций молекул в режиме прокачки газовой среды через измерительную ячейку. Теоретический анализ характеристик резонансных фотоакустических ячеек выполнен по методу электроакустической аналогии. Приведены данные испытаний, разработанных фотоакустических ячеек с лазером на СО₂ и диодным лазером ближнего ИК-диапазона.

Афанасьева Л.Л., Чистякова Л.К. «Расчет акустического отклика при распространении лазерного излучения в атмосфере» Оптика атмосферы и океана, 4, № 6, с. 563–569 (1991)

Исследованы численными методами величины и формы звуковых импульсов, возникающих при распространении лазерных пучков в атмосфере. Для трех случаев временной модуляции: импульса включения, короткого лазерного импульса и для гармонически модулированного излучения построены семейства кривых, характеризующие акустический отклик на любом расстоянии от оси пучка и в любой момент времени. Для количественных оценок величины звукового импульса на разных расстояниях от оси приведены аппроксимационные выражения, описывающие с точностью до 5% изменение максимального значения звукового давления с расстоянием. Исследована также частотная зависимость амплитуды периодической составляющей акустического сигнала на оси пучка.

Капитанов В.А., Никифорова О.Ю., Пономарев Ю.Н., Тихомиров Б.А. «Оптико-акустический метод измерения быстрой колебательной релаксации в газах» Оптика атмосферы и океана, 7, № 11-12, с. 1463-1470 (1994)

Рассмотрены особенности генерации акустического сигнала в ячейке оптико-акустического детектора при возбуждении молекул поглощающего газа коротким лазерным импульсом с учетом собственных колебаний мембраны микрофона. Показано, что при низких давлениях ( p <= 10–100 Торр) форма сигнала определяется собственными колебаниями мембраны микрофона. Рассмотрен метод определения времени V – T-релаксации, основанный на измерении фазового сдвига собственных колебаний мембраны при вариации давления исследуемого газа. Представлены результаты исследования релаксации состояния ν₁ + 3ν₃ H₂O для столкновений H₂O – H₂O, H₂O – воздух, H₂O – H₂.

Зуев В.Е., Шаманаева Л.Г. «Х Всесоюзный симпозиум по лазерному и акустическому зондированию атмосферы» Оптика атмосферы и океана, 1, № 12, с. 3-7 (1988)

Максимочкин Г.И., Пасечник С.В., Лукин А.В. «Акустические и оптические исследования размерного эффекта при фазовом переходе нематик-изотропная жидкость в микроэмульсиях жидких кристаллов» Письма в Журнал технической физики, 41, № 14, с. 25-32 (2015)

Представлены результаты экспериментальных исследований поглощения ультразвука (на частоте 2.7 MHz), оптического деполяризованного пропускания и деполяризованного рассеяния света (на длине волны 630 nm) в эмульсиях жидких кристаллов (ЭЖК) при переходе из нематической (N) в изотропную (I) фазу в каплях ЖК различного радиуса в диапазоне от 150 до 2300 nm. На основе акустических и оптических данных анализируется влияние размерного фактора на характеристики фазового перехода в каплях ЖК. Демонстрируется перспективность использования акустических и оптических характеристик ЭЖК для анализа фазовых переходов в образцах ЖК субмикронных размеров.

Кулак Г.В., Николаенко Т.В., Ропот П.И. «Дифракция света на ультразвуковых волнах Лява» Оптика и спектроскопия, 104, № 3, с. 505-509 (2008)

Показано, что возмущенные ультразвуковыми волнами Лява слои на основе акустооптических кристаллов могут быть использованы в качестве модуляторов света в режиме отражения и пропускания. Установлено, что различные моды волн Лява могут детектироваться оптическими методами. При малых интенсивностях ультразвука эффективность дифракции определяется степенью однородности деформаций в пределах слоя, а при больших – длиной акустооптического взаимодействия.

Буймистрюк Г.Я., Николаев В.Н. «Новые принципы и технологические возможности построения волоконно-оптических гидроакустических датчиков и антенн» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XI Всероссийской конференции, 22–24 мая 2012 г., с. 402-405 (2012)

Радомысльская Т.М. «Оптические методы обнаружения нефтяных загрязнений поверхности льда» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XI Всероссийской конференции, 22–24 мая 2012 г., с. 283-286 (2012)

Белов М.Л., Городничев В.А., Козинцев В.И., Добрица Д.Б. «Сравнительный анализ методов восстановления концентраций газов в многокомпонентных смесях из данных измерений лазерного оптико-акустического газоанализатора» Оптика атмосферы и океана, 13, № 2, с. 146-150 (2000)

Проведен сравнительный анализ алгоритмов восстановления концентраций газов в задачах контроля многокомпонентных газовых смесей. Для лазерного метода дифференциального поглощения описаны процедуры обработки сигналов, основанные на методах построения регуляризированных решений некорректных математических задач. Приведены результаты обработки экспериментальных данных. Показано, что использование регуляризирующих процедур обработки обеспечивает достаточно низкий уровень ошибок восстановления концентраций газов при различных способах выбора параметра регуляризации. В большинстве случаев наименьшие ошибки восстановления обеспечивают выбор квазиоптимального параметра регуляризации, модифицированный метод невязки и метод невязки при использовании дополнительной независимой информации.

Бочкарев Н.Н., Кабанов А.М., Погодаев В.А. «Исследование динамики объема аэрозольных частиц, облучаемых лазерным импульсом, по временным характеристикам акустического отклика» Оптика атмосферы и океана, 13, № 5, с. 487-491 (2000)

Представлены результаты экспериментального исследования временных характеристик акустического импульса, формируемого при различных режимах теплового взаимодействия мощных импульсов СО₂-лазера с малыми объемами поглощающей жидкости. Установлена связь между формой генерируемого импульса давления с режимом взаимодействия лазерного излучения с веществом. Для интерпретации полученных зависимостей исследуемых характеристик от плотности лазерной энергии применена модель пульсирующей сферы. Проведено сравнение модельных расчетов с экспериментальными данными.

Катаев М.Ю., Никифорова О.Ю. «Пакет программ RELIP и его применение для определения параметров спектральных линий из оптико-акустических измерений» Оптика атмосферы и океана, 14, № 1, с. 49-53 (2001)

Описан пакет программ для определения параметров линий поглощения из данных оптико-акустических измерений спектра или его производной по частоте. Приведено описание основных возможностей пакета для предварительной обработки экспериментальных данных, восстановления параметров линий и анализа результатов.

Бочкарев Н.Н., Землянов А.А., Кабанов А.М., Погодаев В.А. «Акустическая диагностика очагов пробоя в атмосфере» Оптика атмосферы и океана, 14, № 12, с. 1141-1144 (2001)

Представлен анализ акустического отклика от канала распространения импульсного излучения СО₂-лазера на атмосферной трассе. Показано, что акустический метод позволяет проводить оперативную диагностику эффективности плазмообразования в реальной атмосфере в зависимости от ее оптикметеорологического состояния и энергетики лазерного импульса.

Шлычков В.А., Одинцов С.Л. «Оценка параметров конвективного пограничного слоя атмосферы с помощью вихреразрешающей модели и акустического зондирования» Оптика атмосферы и океана, 15, № 2, с. 185-189 (2002)

На основе численной вихреразрешающей модели проводится изучение структуры атмосферного пограничного слоя в летнее время при суточном ходе температуры на подстилающей поверхности. Проведено сопоставление модельных расчетов c данными акустического зондирования, полученными содаром ИОА СО РАН. Показано, что модель удовлетворительно воспроизводит конвективные процессы, включая динамику толщины слоя перемешивания, амплитуды пульсаций вертикальной скорости и характерные масштабы термиков в атмосфере.

Белов М.Л., Городничев В.А., Козинцев В.И., Федотов Ю.В. «Метод поиска квазирешений в задаче лазерного оптико-акустического газоанализа» Оптика атмосферы и океана, 15, № 4, с. 388-392 (2002)

Рассматривается задача восстановления концентраций газов при лазерном оптико-акустическом газоанализе. Для метода дифференциального поглощения описаны процедуры обработки сигналов, основанные на методе поиска квазирешений некорректных математических задач. Приведены результаты математического моделирования и обработки экспериментальных данных. Показано, что использование метода поиска квазирешений, использующего эволюционно-генетический алгоритм подбора решений, позволяет эффективно решать задачу восстановления концентраций газов как для малокомпонентных, так и для многокомпонентных газовых смесей и не требует дополнительной информации об уровне шума в измерительных каналах.

Белов М.Л., Городничев В.А., Козинцев В.И., Федотов Ю.В. «Сравнительный анализ методов поиска спектральных каналов измерения для лазерного оптико-акустического газоанализатора» Оптика атмосферы и океана, 15, № 8, с. 665-671 (2002)

Дан анализ алгоритмов поиска спектральных каналов измерения для лазерного оптико-акустического газоанализатора, работающего в режиме дифференциального поглощения и предназначенного для количественного газоанализа многокомпонентных газовых смесей. Рассмотрены преимущества и недостатки различных алгоритмов. Показано, что разработанный авторами алгоритм поиска набора спектральных каналов измерения качественно учитывает основные факторы, влияющие на работу газоанализатора, требует небольшого объема вычислений и является наиболее предпочтительным с точки зрения оперативности газоанализа.

Бочкарев Н.Н., Кабанов А.М., Погодаев В.А. «Оптоакустика канала распространения мощного импульсного лазерного излучения в атмосфере» Оптика атмосферы и океана, 16, № 9, с. 816-821 (2003)

Представлена иллюстрация возможностей обработки оптоакустических сигналов с использованием разработанного программного обеспечения «Атмосферная оптоакустика», позволяющего в реальном времени компенсировать искажающее влияние атмосферы на качество регистрируемой оптоакустической информации о характере распространения импульсного мощного лазерного излучения в атмосфере.

Никифорова О.Ю. «Влияние учета пространственных координат на временную развертку сигнала оптико-акустического детектора» Оптика атмосферы и океана, 16, № 11, с. 1029-1035 (2003)

Кратко описаны модели формирования ОА-сигнала, используемые при определении времени колебательной релаксации, и предложена трехмерная модель генерации ОА-сигнала, описывающая давление газа на мембрану микрофона, расположенного в центре боковой стенки цилиндрической ячейки при импульсном возбуждении с учетом диффузии молекул из освещенного объема.

Матвиенко Г.Г., Пономарев Ю.Н., Тихомиров Б.А., Тихомиров А.Б., Кирсанов А.В., Киселев А.М., Степанов А.Н. «Оптико-акустические измерения поглощения фемтосекундного излучения TI:SA-лазера атмосферным воздухом» Оптика атмосферы и океана, 17, № 1, с. 96-97 (2004)

Выполнены сравнительные измерения поглощения атмосферным воздухом нано- и фемтосекундного импульсного излучения Ti:Sa-лазера с помощью оптико-акустического детектора с пространственно-временным разрешением сигналов. Получена зависимость поглощения излучения фемтосекундного импульса атмосферным воздухом от энергии импульса в диапазоне ≤10 мДж.

Шерстов И.В., Капитанов В.А., Агеев Б.Г., Карапузиков А.И., Пономарев Ю.Н. «Лазерный оптико-акустический течеискатель» Оптика атмосферы и океана, 17, № 2-3, с. 119-123 (2004)

Для контроля герметичности вакуумных объемов предложено использовать оптико-акустический (ОА) течеискатель на базе простого СО₂-лазера. Представлены результаты экспериментальных исследований детектирования привнесенных примесей SF₆ в слабых газовых потоках ОА-детектором с дифференциальным резонатором Гельмгольца. Исследовано влияние скорости прокачки газовой пробы через детектор. Оценка минимального значения надежно регистрируемого потока лазерным ОА-газоанализатором составила ∼1·10^–9 Па·м³/с, что сравнимо с чувствительностью серийного гелиевого течеискателя.

Тихомиров А.Б., Тихомиров Б.А., Пташник И.В. «Влияние аппаратной функции оптико-акустического спектрометра на погрешности определения коэффициента континуального поглощения Н₂О в области 14400 см^–1» Оптика атмосферы и океана, 19, № 4, с. 291-293 (2006)

Показано, что превышение поглощения излучения водяным паром, зарегистрированное в микроокне прозрачности около 14400 см^–1, над его селективной составляющей не связано с аппаратной функцией спектрометра.

Зуев В.В., Савчук Д.А., Агеев Б.Г., Бондаренко С.Л., Сапожникова В.А. «Новый дендрохронологический параметр как результатат оптико-акустических измерений концентрации СО₂ в годичных кольцах деревьев» Оптика атмосферы и океана, 19, № 5, с. 465-468 (2006)

Из годичных колец спилов деревьев пихты вакуумным способом извлекались газовые пробы, в которых методом лазерной оптико-акустической спектроскопии измерялось содержание CO₂. Полученные серии концентраций CO₂ проанализированы с точки зрения их статистических характеристик и взаимосвязей с временными рядами среднемесячных температур за вегетационный период и общим содержанием озона для г. Томска.

Карапузиков А.И., Шерстов И.В., Агеев Б.Г., Капитанов В.А., Пономарев Ю.Н. «Лазерные сенсоры-газоанализаторы на основе интеллектуальных волноводных СО₂-лазеров и резонансных оптико-акустических детекторов и их приложения» Оптика атмосферы и океана, 20, № 5, с. 453-458 (2007)

Дан обзор основных результатов долговременного сотрудничества Института оптики атмосферы СО РАН и Института лазерной физики СО РАН по разработке и созданию серии лазерных сенсоров-газоанализаторов на основе дифференциальных резонансных оптико-акустических детекторов и волноводного СO₂-лазера непрерывного действия с компьютерно-управляемой перестройкой и настройкой длины волны излучения. Описаны базовые элементы газоанализаторов, их характеристики и примеры их приложении для анализа ряда молекулярных соединений в воздухе и процессов биосферно-атмосферного газообмена.

Агеев Б.Г., Кистенев Ю.В., Красноженов Е.П., Никифорова О.Ю., Никотин Е.С., Никотина Г.С., Пономарев Ю.Н., Фокин В.А. «Диагностика инфекционных и бронхолегочных заболеваний человека с использованием оптико-акустической спектроскопии выдыхаемого воздуха» Оптика атмосферы и океана, 21, № 12, с. 1108-1114 (2008)

Представлены исследования газовыделений ряда культур болезнетворных бактерий методом оптико-акустической лазерной спектроскопии, и дана оценка возможности неинвазивной экспресс-диагностики инфекционных и бронхолегочных заболеваний человека по спектроскопическому анализу выдыхаемого воздуха. Спектры поглощения были зарегистрированы с помощью внутрирезонаторного оптико-акустического сенсора на базе дискретно перестраиваемого по частоте волноводного СО₂-лазера. Анализ спектров проводился методами интеллектуального анализа данных. В результате проведенных исследований установлено, что, несмотря на сходный, в целом, характер спектров газовыделений бактерий, имеющиеся различия вполне достаточны, чтобы методами интеллектуального анализа данных выделить некоторые виды бактерий. Измерения выдыхаемого воздуха проводились для контрольной группы (100 чел.) и группы пациентов (60 чел.) с различными заболеваниями. Показано, что зарегистрированные спектры поглощения позволяют разделить пациентов по виду заболевания.

Протасевич А.Е. «Уточнение некоторых аналитических решений для оптико-акустического сигнала в жидкостях и газах» Оптика атмосферы и океана, 23, № 11, с. 1021-1026 (2010)

Без учета влияния акустической волны на температуру поглощающей жидкости получено точное решение уравнений, описывающих формирование цилиндрически симметричного оптико-акустического сигнала от лазерного импульса гауссовой формы в случае мгновенного перехода поглощенной световой энергии в тепло. В решении учитывается изменение возбуждаемой области за счет теплопроводности среды. Также получено точное решение уравнений, описывающих формирование цилиндрически симметричного оптико-акустического сигнала в газовых средах с немгновенной релаксацией возбужденных молекул после прохождения лазерного импульса с пространственным распределением интенсивности, имеющим гауссову форму. В решении учитывается изменение размеров области генерации оптико-акустического сигнала за счет диффузии возбужденных молекул.

Протасевич А.Е. «Общее решение задачи расчета оптико-акустического сигнала в газе при учете тепловой диффузии» Оптика атмосферы и океана, 24, № 2, с. 155-159 (2011)

В пренебрежении только производной по времени от избыточного давления в уравнении теплопроводности получено точное решение системы двух линеаризованных уравнений гидродинамики, описывающих формирование оптико-акустического сигнала в газах. В данном решении кроме тепловой диффузии (теплопроводности) учитываются также протяженность во времени процесса релаксации возбужденных молекул при переходе поглощенной световой энергии лазерного излучения в тепло и диффузия возбужденных молекул из освещенной области.

Козлов В.С., Панченко М.В., Тихомиров А.Б., Тихомиров Б.А., Шмаргунов В.П. «Влияние относительной влажности воздуха на результаты оптико-акустических измерений аэрозольного поглощения в приземном слое атмосферы» Оптика атмосферы и океана, 24, № 4, с. 323-327 (2011)

Обсуждаются результаты синхронных приземных измерений в зимний период года коэффициента аэрозольного поглощения на длинах волн 532 и 1064 нм и массовой концентрации сажи в частицах, проведенных с помощью методов импульсной оптико-акустической (ОА) спектроскопии и оптической аэталометрии соответственно. Установлено, что при увеличении относительной влажности воздуха от 30 до 90% наблюдается монотонное уменьшение сигнала импульсного ОА-спектрометра в среднем на 30–40%. Анализ полученных данных показал, что ОА-метод эффективен при исследованиях поглощения лазерного излучения в диапазоне низких значений влажности, т.е. при измерениях коэффициента аэрозольного поглощения «сухих» сажесодержащих частиц. Для корректных измерений аэрозольного поглощения при повышенной относительной влажности воздуха (60–90%) необходимо проводить корректировку чувствительности (дополнительную калибровку) ОА-спектрометров.

Протасевич А.Е., Тихомиров Б.А. «Форма оптико-акустического сигнала при многофотонном поглощении гауссовых лазерных импульсов» Оптика атмосферы и океана, 24, № 4, с. 328-330 (2011)

Получены выражения для формы и амплитуды импульсного оптико-акустического сигнала при многофотонном поглощении. Установлено, что при переходе от линейного однофотонного поглощения к n-фотонному с показателем нелинейности n ~> 2 чувствительность оптико-акустического спектрометра увеличивается пропорционально n^3/4. Обсуждается калибровка оптико-акустического спектрометра в измерениях сечений многофотонного поглощения по известному линейному поглощению.

Тихомиров А.Б., Тихомиров Б.А. «Оптимизация размеров пучка излучения импульсного лазера в оптико-акустических измерениях коэффициента аэрозольного поглощения» Оптика атмосферы и океана, 24, № 4, с. 331-334 (2011)

Установлено, что калибровку оптико-акустического спектрометра по известному молекулярному поглощению лазерных импульсов с энергией ~<30 мДж и длительностью ∼50 нс атмосферным водяным паром и последующие измерения коэффициентов аэрозольного поглощения в атмосферном воздухе необходимо проводить при радиусе лазерного пучка не менее 1,5 мм. Результаты получены на основе численного моделирования и экспериментальных исследований формы сигнала давления, генерируемого в атмосферном воздухе, в зависимости от радиуса лазерного пучка, характера и длительности процесса тепловыделения.

Каштанов Д.А., Васильев В.А., Карапузиков А.И., Шерстов И.В. «Стабилизация линии излучения волноводного CO₂-лазера для лазерного оптико-акустического детектора утечек SF₆» Оптика атмосферы и океана, 24, № 5, с. 411-417 (2011)

Для повышения точности измерений концентрации SF₆ в воздухе с помощью лазерного оптико-акустического детектора разработан компактный импульсно-периодический волноводный СО₂-лазер с ВЧ-возбуждением, автоматической настройкой и удержанием длины волны на линии 10Р(16). В лазере был использован неселективный резонатор. Для определения требуемой линии излучения длина резонатора менялась с помощью пьезокерамического актуатора. Для идентификации требуемой линии генерации в качестве репера использовалась отпаянная оптико-акустическая ячейка, заполненная SF₆. Разработан алгоритм определения и удержания длины волны. Установлено влияние различных факторов на параметры работы лазера. Показано, что при использовании такого лазера погрешность измерения концентрации SF₆ в воздухе не превышает 3%. Обсуждается возможность применения данного алгоритма для стабилизации других линий генерации СО₂-лазера, в частности линий, необходимых для детектирования этилена и паров ацетона.

Осипов К.Ю., Капитанов В.А. «Моделирование оптико-акустического анализатора SF₆ в атмосферном воздухе с частотной модуляцией излучения теплового источника» Оптика атмосферы и океана, 25, № 9, с. 810-814 (2012)

Предложена простая схема оптико-акустического (ОА) газоанализатора с тепловым источником и интерференционным фильтром. В программной среде LabView проведено моделирование работы оптико-акустического анализатора при измерении содержания гексафторида серы (SF₆) в атмосферном воздухе. Определены оптимальные параметры его элементов: оптико-акустической ячейки, интерференционного фильтра, источника инфракрасного излучения и микрофонов. Рассмотрено влияние основных поглощающих компонентов атмосферного воздуха на величину ОА-сигнала. Показано, что с использованием недорогих коммерческих элементов анализатора пороговый детектируемый уровень SF₆ в атмосферном воздухе достигает ∼0,06 млн^–1.

Капитанов В.А., Топольницкий Е.Б., Пономарев Ю.Н. «Применение лазерного оптико-акустического течеискателя для контроля герметичности легочных и трахеобронхиальных швов» Оптика атмосферы и океана, 26, № 7, с. 595-600 (2013)

Предложена и апробирована в модельных и экспериментальных исследованиях на животных простая и эффективная методика контроля пневмостаза дыхательной системы в условиях искусственной вентиляции легких с применением лазерного оптико-акустического течеискателя «LaserGasTest». Используемый для работы течеискателя газ-маркер–гексафторид серы представляет собой инертный и биологически безвредный газ, относящийся к 4-му классу опасности, а его концентрация в дыхательной смеси искусственной вентиляции легких не превышает ПДК для воздуха рабочей зоны производных помещений 5000 мг/м³ (0,077%). Предложенная методика обеспечивает высокоточное определение местоположения и размера дефекта дыхательной системы в реальном масштабе времени.

Куряк А.Н., Макогон М.М., Пономарев Ю.Н., Тихомиров Б.А. «Оптико-акустические измерения поглощения УФ (266 нм) лазерных импульсов в смесях водяного пара с азотом» Оптика атмосферы и океана, 26, № 8, с. 705-708 (2013)

Представлены результаты оптико-акустических измерений поглощения лазерных импульсов с длиной волны 266 нм (четвертая гармоника YAG-лазера) водяным паром в смесях с азотом в зависимости от интенсивности излучения (0,5–10 МВт · см^–2) и парциального давления H₂O (0–10 мбар). Установлено, что линейное в указанном диапазоне интенсивностей поглощение увеличивается с ростом парциального давления H₂O в области 0–5 мбар и почти не изменяется в области 5–10 мбар, превышая поглощение в чистом азоте всего лишь в 2 раза.

Иглакова А.Н., Ошлаков В.К., Селезнев Л.В., Тихомиров Б.А. «Оптико-акустическая калориметрия фемтосекундных лазерных импульсов» Оптика атмосферы и океана, 28, № 4, с. 354-358 (2015)

Для измерения энергии фемтосекундных лазерных импульсов (248; 744 и 800·10^–9 м) апробирован оптико-акустический приемник с черным телом (в качестве поглощающего элемента) и конденсаторным микрофоном (в качестве преобразователя), помещенными внутри замкнутого объема с газом. Прибор позволяет измерять энергию УФ, ИК лазерных импульсов в широком динамическом диапазоне (более 80 дБ с микрофоном МК 221). Частота следования импульсов – до 15 Гц, длительность импульсов – от 20·10^–15 с до 100·10^–9 с, пороговая чувствительность – 10·10^–9 Дж. Высокая чувствительность приемника обеспечивает надежные измерения энергии тераваттных фемтосекундных лазерных импульсов в основном канале по поглощению излучения, проходящего за поворотное зеркало с коэффициентом отражения, близким к 100%.

Осипов К.Ю., Капитанов В.А., Пономарев Ю.Н., Карапузиков А.И. «Разработка и моделирование оптико-акустического газоанализатора с тепловым источником для анализа изотопического отношения углерода» Оптика атмосферы и океана, 28, № 4, с. 366-371 (2015)

Предложена схема и выполнено численное моделирование работы оптико-акустического газоанализатора с тепловым источником и интерференционным фильтром первого порядка изотопического отношения углерода. Для реализации предлагаемого подхода проведен выбор оптимального спектрального диапазона для работы газоанализатора. В выбранном диапазоне длин волн проанализированы спектральные характеристики атмосферы, а также газы, наличие которых в составе исследуемых проб может оказывать влияние на результат измерения. Разрабатываемый газоанализатор позволяет определять изотопическое отношение углерода ¹³С/¹²С в CO₂ исследуемых пробах с погрешностью около 0,5‰ и может быть использован для определения содержания молекул таких газов, как SO₂, CO, NH₃, линии поглощения которых попадают в выбранный спектральный диапазон.

Королев И.Я., Самохвалов И.В., Сорокин Ю.М. «Спектральная акустическая диагностика коллективного оптического разряда» Оптика атмосферы и океана, 1, № 1, с. 73-80 (1988)

Построена теоретическая модель генерации акустических волн (АВ) областью низкопорогового коллективного оптического разряда (НКОР). Обращено внимание на роль коллективных процессов в формировании акустического спектра НКОР как в звуковом (f ∼10²–10⁴ Гц), так и в гиперзвуковом (f∼10⁵–10⁶ Гц) диапазонах. Показано, что по данным спектральной обработки принятых на значительном расстоянии АВ звукового диапазона возможна непосредственная диагностика структуры и динамики НКОР.

Искандеров Н.А. «Флуктуации отклика в шумовой оптико-акустической спектроскопии многофотонных переходов» Оптика атмосферы и океана, 1, № 3, с. 119-121 (1988)

Обсуждаются эффекты подавления флуктуации акустического сигнала, уменьшения собственных времен релаксации системы при многофотонном стохастическом возбуждении перехода.

Бондарев Б.В., Капитанов В.А., Кобцев С.М., Пономарев Ю.Н. «Высокочувствительный оптико-акустический спектрометр с непрерывным узкополосным лазером на красителях» Оптика атмосферы и океана, 1, № 10, с. 18-24 (1988)

Разработан лазерный оптико-акустический спектрометр на основе лазера на красителях с внутрирезонаторным расположением поглощающей ячейки. Спектрометр характеризуется высокой чувствительностью по коэффициенту поглощения 4·10^–9 см^–1 при высоком спектральном разрешении. Реализованы режимы регистрации спектра поглощения и его производной. Выполнены измерения параметров слабых линий поглощения атмосферного водяного пара с отношением сигнал/шум ∼1500.

Воробьев В.В., Грачев М.Е., Гурвич А.С., Мякинин В.А. «Акустические измерения распределения энергии в поперечном сечении лазерного пучка» Оптика атмосферы и океана, 2, № 7, с. 723-727 (1989)

Сравниваются относительные распределения световой энергии в сечении пучка, восстановленные по измерениям давления в звуковых импульсах, генерируемых при поглощении света в жидкости, и распределения, измеренные фотометрическим способом. Получено хорошее согласие профилей распределения энергии, измеренных двумя способами.

Бочкарев Н.Н., Красненко Н.П., Сорокин Ю.М. «Оптоакустические эффекты в аэрозолях» Оптика атмосферы и океана, 3, № 6, с. 563-578 (1990)

Дан обзор экспериментальных и теоретических работ по проблеме лазерной генерации акустических волн в атмосферном аэрозоле. Рассмотрен ряд эффектов, возникающих на твердом и жидком аэрозоле как в допороговом, так и в сверхпороговых для развития оптического разряда режимах взаимодействия с излучением. Дана классификация возникающих акустических волн. Проанализированы возможности дистанционной оптоакустической диагностики параметров лазерного излучения и аэрозоля.

Балин Ю.С., Вильде Т.В., Зуев В.Е., Красненко Н.П., Молчанов Б.Н., Разенков И.А., Фурсов М.Г. «Лазерно-акустические исследования метеоусловий и аэрозольного загрязнения воздушного бассейна г. Кемерова» Оптика атмосферы и океана, 3, № 7, с. 729-737 (1990)

Приведены результаты экспериментальных исследований температурной стратификации пограничного слоя атмосферы и распределения аэрозольных полей, выполненные с помощью акустического локатора и аэрозольного лидара. Проведен анализ степени устойчивости атмосферы в летнее время. Определены статистические характеристики границ температурных инверсий. Показано, что использование лазерно-акустических средств дистанционного зондирования атмосферы является весьма эффективным для контроля загрязнений воздушного бассейна города.

Покасов Вл.В., Воробьев В.В., Гурвич А.С., Дьяков А.С., Пряничников В.С. «Определение структуры лазерного пучка акустическим методом в условиях кинетического охлаждения воздуха» Оптика атмосферы и океана, 3, № 8, с. 864-870 (1990)

По измерениям давления в расходящейся звуковой волне, генерируемой лазерным импульсом в атмосфере, рассматривается возможность восстановления распределения плотности энергии в поперечном сечении лазерного пучка с учетом постепенного перехода поглощенной энергии излучения в тепло и эффекта кинетического охлаждения. Приводятся результаты экспериментов с излучением СO₂-лазера в реальной атмосфере.

Кочанов В.П. «Контур линии насыщенного оптико-акустического поглощения на колебательно-вращательных переходах молекул» Оптика атмосферы и океана, 3, № 9, с. 988-994 (1990)

Получены простые аналитические выражения для зависящей от времени заселенности верхнего колебательного состояния молекулы, возбуждаемой прямоугольным импульсом резонансного лазерного излучения с произвольной по величине интенсивностью. Учет колебательной релаксации для замкнутой и незамкнутой схем уровней позволил расширить область применимости формул на случай длинных импульсов. Показано, что если фактор относительной заселенности вращательных уровней, комбинирующих с полем, много больше отношения времен вращательной и колебательной релаксации, то насыщение поглощения на колебательном переходе значительно легче достигается длинными импульсами, нежели короткими.

Бакарев А.Е., Бондарчук Е.Н., Разваляев В.Н., Синюков А.М. «Оптико-акустическое детектирование малых концентраций СН₃ОН, СН₃СN, SO₂» Оптика атмосферы и океана, 4, № 5, с. 497–500 (1991)

Описывается конструкция оптико-акустического детектора (ОАД) с резонатором Гельмгольца. Приводятся данные по измерению частотной и фазовой характеристик ОАД, снятые при давлении 0,5 Торр чистого СН₃ОН на линии 9Р (16) СO₂-лазера, величины крутизны вольт-ваттовских характеристик в чистом СН3ОН и при разбавлении СН3ОН атмосферой. Оцениваются пороговая и концентрационная чувствительность спектрофона. Получено C_min = 2,9·10^–6 для СН₃ОН, линия СO₂-лазера 9Р(16); C_min = 5,8·10^–4 для SO₂, линия СO₂-лазера 9R (18). Представлены результаты по измерению столкновительного уширения линий поглощения молекул СН₃ОН, CH₃CN и SO₂. Их величины оказались соответственно (14±2) МГц/Торр, (17±3) МГц/Торр и (12±2) МГц/Торр.

Агеев Б.Г., Землянов А.А., Кабанов А.М., Пономарев Ю.Н. «Оптико-акустические исследования поглощательной способности газово-аэрозольных сред» Оптика атмосферы и океана, 5, № 2, с. 138-142 (1992)

Представлены результаты экспериментальных исследований поглощения оптического излучения ИК-диапазона газово-аэрозольными смесями, выполненные оптико-акустическим методом. Дано описание разработанной аппаратуры. Получены зависимости поглощательной способности газово-аэрозольных сред от интенсивности излучения. Проведены измерения коэффициента поглощения водного аэрозоля в смесях с N₂ и СO₂ на длине волны генерации непрерывного СO₂-лазера.

Капитанов В.А., Катаев М.Ю., Мицель А.А., Тихомиров Б.А., Фирсов К.М. «Моделирование оптико-акустического газоанализатора многокомпонентных газовых смесей с тепловым источником» Оптика атмосферы и океана, 5, № 4, с. 378-387 (1992)

Выполнено численное моделирование потенциальных возможностей ОА газоанализатора с тепловым возбуждением для измерения содержания СО, NO₂, NO в осушенной смеси N₂+CO₂+CH₄+H₂O. Рассмотрены вопросы оптимизации параметров осветительной системы, моделирования коэффициентов поглощения газов в ячейке ОАП и минимально-обнаруживаемых концентраций газов, приведены результаты решения обратной задачи. Показана возможность обнаружения NO₂ на уровне ∼2 мг/м³ при мощности излучателя 1 мВт, NO и СО на уровне 2 мг/м³ при мощности излучателя 10 мВт.

Агеев Б.Г., Никифорова О.Ю., Сапожникова В.А. «О зависимости чувствительности оптико-акустического детектора от давления исследуемого газа» Оптика атмосферы и океана, 5, № 9, с. 956-961 (1992)

Оптико-акустические детекторы широко используются в лазерном газоанализе и спектроскопии. Как правило, их применяют при общих давлениях газов, близких к атмосферному, но иногда и при пониженных давлениях. В этих случаях появляется функциональная зависимость чувствительности оптико-акустического детектора (ОАД) от давления. В статье приведены результаты исследования такой зависимости для Н₂O, СO₂ и их смесей с различными буферами в области генерации СO₂-лазера с λ = 10,6 мкм. Сравнение чувствительности ОАД для этих двух газов особенно интересно из-за специфики изменения их коэффициентов поглощения в зависимости от давления.

«Оптико-акустическии анализатор многокомпонентных газовых смесей» Оптика атмосферы и океана, 5, № 9, с. 1006-1007 (1992)

Лазарев В.В., Пономарев Ю.Н. «Измерения температурной зависимости уширения и сдвига спектральных линий H₂O на оптико-акустическом спектрометре» Оптика атмосферы и океана, 6, № 8, с. 921-928 (1993)

Описан модифицированный двухканальный оптико-акустический спектрометр с импульсным лазером на рубине, предназначенный для исследований зависимости формы контура спектральных линий от давления и температуры. Проведены контрольные методические измерения и измерения температурной зависимости ширины и сдвига линии поглощения H₂O 694,38 нм, которую используют в качестве реперной при зондировании водяного пара в атмосфере. Полученные результаты сопоставлены с литературными данными.

Агеев Б.Г., Астафурова Т.П., Пономарев Ю.Н., Сапожникова В.А., Косицын К.Л. «Применение оптико-акустического спектрометра с CO₂-лазером для исследования газообмена растений» Оптика атмосферы и океана, 7, № 7, с. 986-990 (1994)

Приводится описание модифицированного оптико-акустического спектрометра с СО₂-лазером. Установка может быть использована для исследования газообмена (особенно СО₂) при вариациях температуры и давления в реальном масштабе времени. Рассматриваются методика измерений и предварительные результаты исследований.

Бочкарев Н.Н., Кабанов А.М., Погодаев В.А. «Временные характеристики акустического сигнала, генерируемого малым объемом жидкости в мощном световом поле» Оптика атмосферы и океана, 7, № 9, с. 1233-1235 (1994)

Представлены результаты физического эксперимента в задаче формирования акустического эхосигнала при взаимодействии интенсивного лазерного излучения с водным аэрозолем. Показано, что для коротких импульсов лазерного излучения и малых объемов взаимодействия длительность акустического сигнала определяется поглощенной энергией.

Армстронг Р.Л., Землянов А.А., Кабанов А.М. «Экспериментальное исследование акустического сигнала от одиночных аэрозольных частиц в интенсивном световом поле» Оптика атмосферы и океана, 7, № 9, с. 1236-1240 (1994)

Экспериментально исследован оптико-акустический эффект в одиночных частицах различного размера при воздействии импульсным лазерным излучением. Установлено влияние размера частиц на амплитуду акустического сигнала при испарении и взрыве частиц.

Катаев М.Ю., Лазарев В.В., Никифорова О.Ю., Пташник И.В. «Автоматизация определения полуширины и сдвига спектральной линии поглощения из оптико-акустических измерений» Оптика атмосферы и океана, 7, № 9, с. 1297-1300 (1994)

Приводится методика, позволяющая автоматизировать процесс определения параметров контура линии поглощения (центра линии, полуширины и сдвига). Работоспособность предложенной методики подтверждается результатами численного моделирования. Приведены результаты обработки экспериментальных данных по определению параметров линии H₂O, уширенной инертными газами Ne, Ar, He, Kr и Xe.

Зигрист М., Катаев М.Ю., Мицель А.А., Пономарев Ю.Н., Тони А. «Исследование причин погрешностей лазерного оптико-акустического газоанализатора» Оптика атмосферы и океана, 7, № 11-12, с. 1471-1477 (1994)

Проведен анализ влияния различных факторов (точность задания матрицы коэффициентов поглощения, модель континуального поглощения водяного пара и случайная погрешность измерений) на точность восстановления концентраций газов из данных оптико-акустических измерений. Приведены результаты численного моделирования и обработки реальных сигналов оптико-акустического газоанализатора на CO₂-лазере.

Пономарев Ю.Н. «Лазерная оптико-акустическая спектроскопия атмосферы» Оптика атмосферы и океана, 8, № 1-2, с. 224-241 (1995)

Дан обзор программы развития лазерной оптико-акустической спектроскопии в Институте оптики атмосферы СО РАН в период с 1974 по 1994 гг. Рассмотрены физические основы метода и технические характеристики серии оптико-акустических спектрометров с импульсными и непрерывными лазерами видимого и ИК-диапазонов спектра. Приведены основные результаты фундаментальных исследований тонкой структуры спектров поглощения и параметров отдельных спектральных линий молекулярных газов атмосферы, нелинейных спектроскопических эффектов в газах, измерения времени колебательной релаксации высоких колебательных состояний в молекуле H₂O. Обсуждаются перспективы развития техники оптико-акустической спектроскопии и ее приложений в атмосферных исследованиях.

Разенков И.А., Ростов А.П., Шефер Н.А. «Предварительные результаты лазерно-акустического эксперимента по изучению флуктуаций коэффициента обратного светорассеяния в приземном слое атмосферы» Оптика атмосферы и океана, 8, № 10, с. 1506-1516 (1995)

Приводятся экспериментальные данные исследования авто- и кроссспектров флуктуаций коэффициента обратного рассеяния при синхронной регистрации в локальном объеме воздуха на высоте 5 м трех компонентов – скорости ветра, температуры и коэффициента обратного рассеяния – при помощи акустической метеостанции и лазерного аэрозольного локатора. Полученные результаты подтвердили различия между автоспектрами мощности пульсаций скорости и коэффициента обратного рассеяния при устойчивой термической стратификации и указали на различный характер поведения турбулентных вертикальных и горизонтальных потоков для тепла и атмосферного аэрозоля в зависимости от термической стратификации.

Шаманаева Л.Г. «Определение внешнего масштаба атмосферной турбулентности по данным акустических измерений» Оптика атмосферы и океана, 8, № 12, с. 1847-1850 (1995)

На базе проведенных автором исследований предложен и теоретически обоснован метод дистанционного определения внешнего масштаба L₀ атмосферной турбулентности по отношению мощностей акустического излучения, рассеянного под углом q₁ ≤ 30° и q₂ > q₁ из диапазона 30°≤ q₂ ≤ 70°. Метод позволяет производить измерения в диапазоне изменения L₀ от нескольких десятков сантиметров до 20 м с приемлемой погрешностью. Работоспособность метода иллюстрируется численным экспериментом. Оценивается точность метода, и определяются границы его применимости.

Агеев Б.Г., Катаев М.Ю., Пономарев Ю.Н., Сапожникова В.А. «Оптико-акустическое детектирование ксилолов» Оптика атмосферы и океана, 9, № 3, с. 303-307 (1996)

Показана возможность детектирования изомеров ксилола (C₈H₁₀) в воздухе с помощью ¹²C¹⁶O₂-лазера. Представлены результаты оптико-акустических измерений коэффициентов поглощения p-ксилола на длинах волн CO₂-лазера в полосе 10 мкм. Численным моделированием определены оптимальные условия детектирования паров ксилолов на уровне концентраций 1 ppm.

Козинцев В.И. «Лазерный оптико-акустический газоанализатор для контроля состава многокомпонентных газовых смесей» Оптика атмосферы и океана, 9, № 8, с. 1087-1091 (1996)

Представлены результаты восстановления концентраций газовых компонентов для шестикомпонентной смеси аммиак–этилен–метанол–изопропанол–двуокись углерода–этанол. Показано, что использование регуляризирующих процедур обработки позволяет получить значительный выигрыш в точности восстановления концентраций газов для шести и более компонентных газовых смесей. Источником излучения служит перестраиваемый CO₂-лазер, генерирующий 65–70 линий в спектральной области 9–11 мкм при выходной мощности 1–3 Вт. При обработке данных измерений использовалась модификация метода выбора параметра регуляризации на основе принципа невязки.

Козинцев В.И. «Об обработке сигналов лазерного оптико-акустического газоанализатора при анализе многокомпонентных газовых смесей» Оптика атмосферы и океана, 9, № 10, с. 1373-1378 (1996)

Рассмотрены алгоритмы восстановления концентраций газов в задачах анализа многокомпонентных газовых смесей. Для лазерного метода дифференциального поглощения описаны процедуры обработки сигналов, основанные на методах построения регуляризованных решений некорректных математических задач. Приведены результаты численного моделирования восстановления концентраций газов многокомпонентной смеси и результаты обработки сигналов лазерного оптико-акустического газоанализатора. Показано, что использование регуляризующих процедур обработки обеспечивает достаточно низкий уровень ошибок восстановления концентраций газов при различных способах выбора параметра регуляризации. Выбор параметра регуляризации на основе модифицированного принципа невязки в большинстве случаев приводит к сглаживанию больших ошибок восстановления, которые могут возникать при выборе параметра регуляризации на основе принципа невязки или выбора квазиоптимального значения параметра.

Агеев Б.Г., Астафурова Т.П., Воробьева Н.А., Пономарев Ю.Н., Сапожникова В.А. «Измерения выделений СО₂ листовым аппаратом древесных растений при гипобарии оптико-акустическим методом» Оптика атмосферы и океана, 10, № 1, с. 38-41 (1997)

Приводятся видоспецифические различия в интенсивности выделения СО₂ древесными растениями (кедр, лиственница, осина, береза), определенные методом оптико-акустической спектроскопии. Показана специфика СО₂ обмена древесных пород при разрежении воздуха, соответствующем высоте 3000 м над уровнем моря.

Шаманаева Л.Г. «Оптико-акустическое зондирование счетной концентрации грубодисперсной фракции атмосферного аэрозоля» Оптика атмосферы и океана, 10, № 1, с. 105-112 (1997)

Приведены результаты оптико-акустического зондирования счетной концентрации микронной фракции аэрозольных частиц в атмосфере. Сравнение с микрофизической моделью аэрозольной атмосферы для Западной Сибири продемонстрировало удовлетворительное согласие полученных данных. Оценки показали, что относительная погрешность измерения счетной концентрации по предложенному методу лежит в интервале от 1,1 до 23,1%.

Богушевич А.Я., Шаманаева Л.Г. «Структурные функции поля скорости ветра в атмосфере по данным акустического зондирования» Оптика атмосферы и океана, 12, № 1, с. 54-57 (1999)

Приводятся продольные структурные функции поля скорости ветра в пограничном слое атмосферы, рассчитанные из доплеровских измерений содаром профилей вектора скорости ветра. Показано, что поле скорости ветра может иметь сильную пространственную неоднородность в горизонтальной плоскости. Предложенная методика обработки данных акустического зондирования позволяет выполнять наглядную визуализацию крупномасштабной неоднородной структуры поля скорости ветра в атмосфере при расстояниях наблюдения до 3 км.

Гуревич С.Ю., Хабиров К.Б. «Термооптическое возбуждение упругих колебаний в ферромагнитных пластинах» Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математика. Механика. Физика, 7, № 8, с. 60-63 (2003)

Рассматривается математическая модель, описывающая процесс лазерной генерации волн Лэмба в ферромагнитной металлической пластине. Приведена система уравнений термоупругости с учетом конечного времени релаксации теплового потока.

Скрипник А.В. «Оптоакустический волоконный конвертер лазерного излучения» Известия высших учебных заведений. Приборостроение, 58, № 5, с. 385-392 (2015)

Рассматриваются свойства сформированного в два этапа оптоакустического волоконного конвертера, преобразующего излучение импульсного полупроводникового ИК-лазера в акустическую энергию. Конвертер расположен на торце выходного конца кварцевого волокна, доставляющего излучение лазера, и при помещении в воду формирует направленный поток микропузырей, который может быть использован для очистки поверхности твердого тела от адсорбированных ею продуктов. Представлены результаты сканирующей электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа состава конвертера и термографии его поверхности, а также результаты измерения коэффициента оптического пропускания конвертера и высокоскоростной видеосъемки его работы. Проведена регистрация акустических сигналов, генерируемых конвертером в воде под действием лазерного излучения с длиной волны λ=980±10 нм.

Антонов Ю.Г., Аронов Л.А., Грачев С.В., Ушаков В.Н. «Автоматизированный комплекс мониторинга радиотехнической обстановки на основе акустооптического спектрометра-фазометра» Радиотехника, № 3, с. 92-97 (2009)

Представлены результаты разработки и экспериментального исследования автоматизированного комплекса мониторинга радиотехнической обстановки на основе акустооптического спектрометра-фазометра. Acousto-optic processors (AOP) allow to perform spectrum analysis and correlation processing of wideband signals (with bandwidth up to 2 GHz) and to be real alternative to general-purpose digital processors. This paper introduces the results of experimental examination of automated radiotechnical complex mock up, meant for receiving, detecting and characterization of wideband compound radio signals and direction finding of their sources in UHF-SHF ranges. Automated radiotechnical complex performs panoramic receiving, detecting and characterization of radio signals. At the same time it performs direction finding of signal sources in wide range of angles (±90°). Received by antenna system, which is two wideband vibrator antennas, radio signals are amplified and then heterodyned by two-channel wideband UHF-tuner to a working bank of AOP. Tuner output signals drive the inputs of AOP, which performs processing of intermediate frequency signals on a light wave carrier. Output signals of AOP are digital, they contain the information about frequency and bearing of observed signals. AOP is based on scheme of Young interferometer and to be an acousto-optic spectrometer-phasometer. The products of processing in optical core then post processed by digital signal processor (DSP). During this post processing signals are detected and then their characterization is performed. It gives such parameters as: amplitude, carrier frequency, spectrum bandwidth, bearing and the moment of signal determination and signal loss. These parameters are then transmitted to the CPU of the computer, which correlates them with information in database and fill it up with the information about determined signals. The results of radio environment monitoring are routinely displayed on computer interface in a user-friendly way. Complex supports two operating modes: spectrum analyzer with bearing and spectrum analyzer with enhanced dynamic range. The results achieved during examination show that the combining the acousto-optic processors and digital signal processing allows radio signals parallel spectrum analysis in a band of 500 MHz with frequency resolution of 1 MHz and direction finding of their sources to within 2.5° in the angle range of ±90°.

Котов В.М., Шкердин Г.Н., Булюк А.Н. «Каскадная акустооптическая дифракция с расширенной частотной полосой» Оптический журнал, 69, № 5, с. 80-84 (2002)

Пирожков Ю.Б., Шапиро Л.Л. «Оптимизация лазерно-акустического метода измерения расстояний» Оптический журнал, 69, № 9, с. 88-91 (2002)

Курилкина С.Н., Шуба М.В. «Промежуточный режим дифракции света на ультразвуке в кубических кристаллах с электроиндуцированной анизотропией» Оптический журнал, 70, № 6, с. 25-26 (2003)

Гуревич Б.С. «Лазерные проекционные дисплеи на основе акустооптических устройств» Оптический журнал, 70, № 7, с. 59-63 (2003)

Котов В.М., Шкердин Г.Н., Шкердин Д.Г., Котов Е.В. «Сравнение режимов акустооптической брегговской дифракции для задач эффективного управления степенью когерентности оптического поля» Оптический журнал, 71, № 2, с. 10-13 (2004)

Андреев И.А. «Влияние электроиндуцированной эллиптической поляризации звука на акустооптическое взаимодействие в LiTaO₃» Оптический журнал, 72, № 10, с. 79-81 (2005)

Аснис Л.Н., Ветров А.А., Покровский А.А., Чижов С.А. «Внутриволоконный акустооптический перестраиваемый спектральный фильтр» Оптический журнал, 73, № 2, с. 21-25 (2006)

Представлены результаты исследований электронно-перестраиваемых фильтров для ближней ИК области спектра, работа которых основана на акустооптическом взаимодействии в волокне при возбуждении в нем изгибных акустических колебаний. Для возбуждения изгибных колебаний применено поперечное возбуждение волокна продольными акустическими волнами.

Муратиков К.Л., Глазов А.Л. «Лазерная фотоакустическая микроскопия механических напряжений в современных материалах» Оптический журнал, 73, № 9, с. 92-100 (2006)

Приведены основные экспериментальные и теоретические результаты, полученные к настоящему времени в области детектирования внутренних напряжений с помощью фотоакустического метода в хрупких и пластичных материалах. Представлены примеры типичных фотоакустических изображений участков керамик и металлов, индентированных по Виккерсу. Сформулированы основные положения нелинейной модели фотоакустического эффекта в напряженных материалах, учитывающей зависимость их упругих и термоупругих свойств от напряжений. Приведены экспериментальные результаты, демонстрирующие влияние внешних механических напряжений на фотоакустические изображения индентированных областей в керамиках и металлах. Проведено сравнение результатов предложенной теоретической модели с экспериментальными данными для областей вблизи концов радиальных трещин в керамиках и зон индентации в металлах.

Котов В.М., Шкердин Г.Н., Шкердин Д.Г., Котов Е.В. «Влияние числа слоев акустической решетки на степень когерентности оптического поля» Оптический журнал, 74, № 7, с. 28-32 (2007)

Проведено сравнение влияния двух основных режимов анизотропной брэгговской акустооптической дифракции на степень когерентности оптического поля, когда оптические лучи взаимодействуют с акустическими волнами разных частот, пересекая при этом одинаковое число слоев акустической решетки. Показано, что характер спекл-картины оптического излучения, полученного при больших углах падения света на фронт акустической волны, практически совпадает с характером картины поля, дифрагировавшего при малых углах падения, если число слоев акустической решетки одинаково. Частоты акустических волн при этом различаются в 5 раз.

Кулак Г.В., Матвеева А.Г., Николаенко Т.В. «Особенности оптико-акустической диагностики клиновидных дефектов твердых тел» Проблемы физики, математики и техники, № 1, с. 16-20 (2015)

Исследованы особенности оптико-акустической диагностики клиновидных дефектов в твердых телах. Показано, что вследствие интерференционных эффектов эффективность рассеяния нелинейно изменяется с увеличением размера дефекта, достигая максимального значения лишь при определенном его размере. Установлено, что изучение импульсных энергетических характеристик рассеянного на клиновидных дефектах ультразвукового излучения в приближении, отличном от рэлеевского, позволяет определить размер дефекта, угол при вершине клина, угол наклона и его местоположение.

Попов А.В., Карпенко О.Н. «Способ и аппаратурно-методическое обеспечение лазерного оптико-акустического контроля остаточных напряжений в лопатках авиационных газотурбинных двигателях» В мире неразрушающего контроля, № 1, http://www.ndtworld.com/index.php/ru/about-journal/journals/218-67.html (2015)

В процессе эксплуатации газотурбинных двигателей (ГТД) поверхностный слой лопаток испытывает максимальные эксплуатационные напряжения, в нём возникают эксплуатационные дефекты от воздействия окружающей среды, накапливаются необратимые механические изменения, ведущие к снижению прочности. Влияние физико-химического и напряжённо-деформированного состояния поверхностного слоя лопаток ГТД на их работоспособность привело к созданию различных технологических процессов его улучшения, таких как процесс поверхностно-пластического деформирования. При этом методов достоверного количественного НК величин остаточных напряжений, наведённых поверхностно-пластическим деформированием, и глубины их распространения не существует. Таким образом, возникает необходимость разработки и внедрения современных методов оценки остаточных напряжений в лопатках ГТД в основных деталях авиационной техники. В статье рассмотрена возможность использования лазерной генерации поверхностной акустической волны в лопатках авиационных ГТД, регистрации, обработки и анализа параметров акустической волны с целью оценки возможности определения остаточных напряжений. Для оценки величины остаточных напряжений предлагается измерять продольную скорость поверхностной акустической волны в ненагруженном образце из данного материала без остаточных напряжений, а затем её относительное изменение в исследуемом образце лазерным оптико-акустическим методом. Необходимым условием применения этого метода для построения практических калибровочных характеристик конкретных деталей ГТД является использование в качестве образцов деталей из того же материала, с аналогичной механической и термической обработкой. Используя данный подход, можно по значениям скоростей поверхностной акустической волны получить картину распределения остаточных напряжений для лопаток различных ГТД. Данный способ и его аппаратурно-методическое обеспечение для контроля остаточных напряжений в лопатках авиационных ГТД предлагается применять в заводских условиях на этапе производства лопаток, сборке-разборке авиадвигателей при ремонте и принятия решения о продлении его ресурса.

Шипша В.Г., Карабутов А.А. «Применение лазерно-ультразвуковой диагностики для неразрушающего контроля деталей из пирографита изотропного» В мире неразрушающего контроля, № 1, http://www.ndtworld.com/index.php/ru/about-journal/journals/218-67.html (2015)

Пирографит изотропный (ПГИ) находит широкое применение в качестве уплотнительного и антифрикционного материала. При изготовлении заготовок в ПГИ могут образовываться дефекты: включения пирографита анизотропного (ПГА) и сажа. Разработка технологий неразрушающего контроля для выявления таких дефектов важна для обеспечения безопасности конструкций. Морфология этих дефектов (слабая неоднородность механических свойств и структуры) определяет значительные трудности их выявления традиционными видами НК. Лазерно-ультразвуковой метод контроля позволяет выявлять указанные дефекты в объекте контроля с высоким пространственным разрешением. На основе анализа треков УЗ сигналов, полученных при сканировании образцов ПГИ с дефектами (сажа и ПГА) и без дефектов, установлены информативные параметры наличия сажи и ПГА. В частности, при наличие сажевой прослойки в ПГИ характерно «запаздывание» донного сигнала и наличие отраженных импульсов с отрицательной полярностью. При наличии ПГА характерно наличие отраженных импульсов с положительной полярностью. Разработанная технология контроля колец ПГИ позволяет не только выявлять сажу и ПГА, но проводить оценивание глубины их расположения и размеры.

Левицкий М.Е., Бочкарев Н.Н., Соковиков В.Г. «Акустическая эмиссия при сублимации микронного слоя нитрида галлия под воздействием излучения KrF-лазера» Известия РАН. Серия физическая, 79, № 2, с. 270-274 (2015)

Исследована эффективность абляции слоя нитрида галлия при воздействии через слой сапфира импульсами KrF-лазера. Полученные зависимости эволюции акустической эмиссии при изменении плотности энергии лазерных импульсов имеют пороговый характер, что позволяет контролировать эффективность абляции и следить за качеством кристаллов нитрида галлия, отделяемых от сапфировой подложки.

Кулак Г.В., Николаенко Т.В. «Отражение света от модулированного ультразвуком плоскопараллельного слоя» Оптика и спектроскопия, 98, № 1, с. 91-95 (2005)

Исследованы особенности брэгговского отражения света от плоскопараллельного слоя, возмущенного стоячей ультразвуковой волной. Показано, что с увеличением толщины модулированного слоя коэффициент отражения дифрагированной на ультразвуке световой волны достигает максимального значения при меньших интенсивностях ультразвука и определяется соотношением показателей преломления граничащих сред. Установлена возможность эффективной акустооптической дифракции света в режиме брэгговского отражения на сверхрешетках фотоупругости в поле низкочастотной ультразвуковой волны при умеренных уровнях акустической мощности.

Доброленский Ю.С., Волошинов В.Б., Парыгин В.Н. «Коллинеарная дифракция расходящегося светового пучка на ультразвуке в кристалле парателлурита» Оптика и спектроскопия, 98, № 4, с. 673-678 (2005)

Проведены теоретическое и экспериментальное исследования коллинеарного акустооптического взаимодействия расходящегося светового пучка со звуком вблизи направления [110] кристалла ТеО₂. Коллинеарная дифракция исследована на частоте ультразвука ∼149 МГц при освещении кристалла неколлимированным пучком света лазера с длиной волны 633 нм и углом расходимости до 4°. Показано, что дифракция в направлении, запрещенном для акустооптического взаимодействия плоских волн, имеет место лишь при использовании неколлимированного светового пучка, а эффективность дифракции возрастает с увеличением расходимости света. Доказано, что затухание акустической волны уменьшает эффективность дифракции и увеличивает полосу пропускания устройства. Исследован макет коллинеарного акустооптического фильтра на парателлурите с длиной взаимодействия 2.7 см. Фильтр обладает высокой разрешающей силой (R ≈ 3000), большой эффективностью дифракции (I₁/I₀ ≈ 0.8) и широкой угловой апертурой (Δ_f ≈ 4°). Это открывает перспективу использования коллинеарной дифракции в фильтрах на основе кристаллов ТеО₂.

Кулак Г.В. «Дифракция света на ультразвуке в условиях френелевского отражения» Оптика и спектроскопия, 98, № 6, с. 947-951 (2005)

Исследованы особенности брэгговской дифракции света на ультразвуке в условиях френелевского отражения от границ возмущенного слоя. Показано, что возмущенные ультразвуком слои на основе акустооптических гиротропных кристаллов могут быть использованы в качестве эффективных модуляторов света. Установлено, что относительные интенсивности дифрагированных волн определяются соотношением показателей преломления граничащих сред и интенсивностью ультразвука. С увеличением толщины модулированного слоя коэффициенты отражения и пропускания дифрагированных волн первого порядка достигают максимального значения при меньших интенсивностях ультразвука.

Соловьев А.П., Перченко М.И., Зюрюкина О.В. «Регистрация небаллистической составляющей рассеянного света при акустооптической визуализации» Оптика и спектроскопия, 100, № 2, с. 345-351 (2006)

Проклов В.В., Резвов Ю.Г., Чесноков В.Н., Чесноков Л.Н. «О возможности увеличения динамического диапазона при акустооптическом анализе спектра радиосигналов» Оптика и спектроскопия, 100, № 5, с. 849-854 (2006)

Предложен метод подавления нелинейных искажений, возникающих при акустооптическом анализе спектра радиосигналов. В основе метода лежит полиномиальная нелинейная коррекция электрического сигнала перед подачей на пьезопреобразователь. Установлен необходимый вид коррекции в широком диапазоне параметров акустооптического взаимодействия. Приведены результаты численного моделирования.

Балакший В.И., Костюк Д.Е. «Пространственная структура акустооптического фазового синхронизма в одноосных кристаллах» Оптика и спектроскопия, 101, № 2, с. 298-304 (2006)

Проведен расчет пространственной структуры брэгговских углов и передаточных функций акустооптической ячейки в случаях изотропной и анизотропной дифракции света в одноосном кристалле. Прослежено их изменение при изменении частоты ультразвука. Рассмотрены возможности обработки изображений по методу акустооптической фильтрации пространственного спектра изображения. Представлены результаты экспериментальной визуализации передаточных функций ячейки из кристалла молибдата кальция.

Соловьев А.П., Перченко М.И., Зюрюкина О.В. «Особенности акустооптической визуализации в рассеивающих средах в случае регистрации небаллистического света» Оптика и спектроскопия, 101, № 2, с. 333-340 (2006)

Изображения поглощающих свет оптических неоднородностей, погруженных в камеру с рассеивающей жидкостью, через которую проходят ортогонально ориентированные пучки лазерного и ультразвукового излучений, получены при измерении рассеянного света, модулированного на ультразвуковой частоте. Переменный ток с фотодетектора, собирающего оптическое излучение, выходящее из кюветы, служил параметром визуализации. Качество визуализации анализировалось в зависимости от условий регистрации, от величины параметра рассеяния, а также от размера и формы объемных и плоских объектов. В условиях эксперимента локация погруженных в рассеивающую жидкость объектов была достаточно точной, с удовлетворительным контрастом и резкостью изображений в плоскости, перпендикулярной к оси лазерного пучка, тогда как вдоль оси положение объектов не было определено. Эксперимент был проведен для условий, переходных от режима без рассеяния к режиму многократного рассеяния.

Волошинов В.Б., Москера Х.С. «Широкоапертурное акустооптическое взаимодействие в двулучепреломляющих кристаллах» Оптика и спектроскопия, 101, № 4, с. 675-682 (2006)

Рассмотрены закономерности широкоапертурного режима дифракции света на акустических волнах в кристаллах с различной величиной двулучепреломления. Дифракция исследована теоретически и экспериментально с целью применения в акустооптических фильтрах, обеспечивающих обработку неколлимированных оптических пучков и изображений. Доказано, что основные характеристики фильтрации зависят от двулучепреломления кристалла, применяемого в устройстве обработки световых потоков. На примере широкоапертурных фильтров, использующих кристаллы парателлурита, фторида магния и дигидрофосфата калия, показано, что выбор кристаллов с большой величиной двулучепреломления может увеличить максимально достижимую угловую апертуру и светосилу приборов. Также доказано, что применение в фильтрах кристаллических соединений ртути и теллура, характеризующихся большой оптической анизотропией, увеличивает спектральное разрешение и улучшает качество отфильтрованного изображения.

Балакший В.И., Костюк Д.Е. «Применение тангенциальной геометрии акустооптического взаимодействия для визуализации фазовых объектов» Оптика и спектроскопия, 104, № 5, с. 839-845 (2008)

Описан метод визуализации фазовых объектов, основанный на селективных свойствах брэгговской дифракции света на ультразвуке. Основное внимание уделено особенностям визуализации при тангенциальной геометрии акустооптического взаимодействия. Показано, что в оптимальном случае распределение интенсивности света в визуализированном изображении пропорционально фазовому градиенту. Проведен численный расчет разрешения и контраста визуализированного изображения. Потенциальные возможности метода проиллюстрированы примерами компьютерного моделирования эффекта визуализации.

Балакший В.И., Манцевич С.Н. «Влияние поляризации света на характеристики коллинеарной акустооптической дифракции» Оптика и спектроскопия, 106, № 3, с. 499-504 (2009)

Исследована коллинеарная акустооптическая дифракция произвольно поляризованного светового излучения. Показано, что в общем случае на выходе акустооптической ячейки спектр дифрагированного света состоит из четырех компонентов, которые имеют разную частоту и поляризацию. Биения этих компонентов ведут к модуляции интенсивности света, прошедшего через установленный на выходе системы анализатор. Исследованы зависимости амплитуд компонентов прошедшего светового излучения от частоты и мощности акустической волны для различных ориентаций поляризатора и анализатора.

Зюрюкин Ю.А., Заварин С.В., Юлаев А.Н. «Особенности широкополосной анизотропной дифракции света в кристалле ниобата лития на продольной акустической волне» Оптика и спектроскопия, 107, № 1, с. 161-165 (2009)

На основе анализа условий Брэгга выявлены два режима, соответствующие широкополосному акустооптическому взаимодействию. Для одного из найденных режимов рассчитаны модули электрических полей падающего и дифрагированного световых пучков. Ширина полосы частот управляющего сигнала по уровню половинной мощности дифрагированного пучка составила 495 МГц для света λ₀ = 632 нм при эффективности дифракции 2.2% на средней частоте ультразвука 3.27 ГГц.

Горелик А.В., Старовойтов В.С. «Миниатюрная резонансная оптико-акустическая камера с пониженным уровнем фонового сигнала от окон для лазерного детектирования газов» Оптика и спектроскопия, 107, № 5, с. 874-880 (2009)

Представлена резонансная оптико-акустическая камера, внутренний объем которой составляет ∼0.5 см³. Форма внутренней полости камеры подобрана таким образом, чтобы минимизировать фоновый сигнал, возникающий вследствие поглощения лазерного луча в окнах камеры. Описаны экспериментальная установка, процедура измерений и конструкция камеры. Приведены результаты детектирования аммиака в потоке азота на линии R(30) генерации СО₂-лазера. Минимальное детектируемое поглощение, достигаемое в эксперименте, составляет величину ∼3.2·10^–8 см^–1 Вт Гц^–1/2.

Анисимова А.Е., Кулак Г.В. «Поляризационные особенности акустооптического взаимодействия в плоскопараллельном слое» Оптика и спектроскопия, 108, № 6, с. 1038-1041 (2010)

Исследованы поляризационные особенности брэгговской дифракции света на ультразвуке в плоскопараллельном слое. Показано, что поворот плоскости поляризации дифрагированной волны определяется френелевским отражением s- и p-поляризованных составляющих падающего света и анизотропией фотоупругого эффекта в кристаллическом слое, возмущенном ультразвуком. Установлено, что включение в схему акустооптического взаимодействия анализатора позволяет преобразовать вращение плоскости поляризации дифрагированной волны, прошедшей и отраженной от слоя, в амплитудную модуляцию света.

Дубровский В.А., Дворецкий К.Н., Долмашкин А.А. «Спектральная зависимость разрешающей способности оптического метода регистрации агглютинации эритроцитов крови человека, усиленной ультразвуком» Оптика и спектроскопия, 109, № 2, с. 290-295 (2010)

Теоретически и экспериментально исследована спектральная зависимость разрешающей способности акустооптического метода регистрации агглютинации эритроцитов крови человека. Показана принципиальная возможность увеличения разрешения данного метода в десятки раз. Результаты работы могут быть использованы при создании приборов для определения групп крови по системе AB0 и системе резус.

Дьяконов Е.А., Волошинов В.Б., Поликарпова Н.В. «Полуколлинеарный режим дифракции света на ультразвуке в среде с сильной упругой анизотропией» Оптика и спектроскопия, 118, № 1, с. 172-181 (2015)

Проведено теоретическое рассмотрение и представлены результаты первого экспериментального исследования нового режима дифракции света на ультразвуке, наблюдаемого при несовпадении направлений потока акустической энергии с фазовой скоростью ультразвука. В исследованном режиме дифракции падающий световой пучок пересекает ультразвуковой столб, а световой пучок +1-го порядка дифракции направлен строго вдоль ультразвукового столба. Показано, что данный режим акустооптического взаимодействия объединяет в себе свойства поперечного и коллинеарного режимов дифракции и поэтому не может быть правильно описан в рамках существующей теории дифракции света на ультразвуке. Теоретически доказано и подтверждено в эксперименте, что эффективность дифракции, а также частотный и угловой диапазоны взаимодействия существенно определяются апертурой светового пучка, а не только шириной ультразвукового столба.

Манцевич С.Н., Балакший В.И. «Акустооптическое взаимодействие в неоднородном акустическом поле» Оптика и спектроскопия, 118, № 4, с. 646-652 (2015)

Исследована дифракция света в неоднородном акустическом поле ближней зоны пьезопреобразователя для двух вариантов брэгговского акустооптического взаимодействия: коллинеарной дифракции (при угле Брэгга, равном 90°) и квазиортогональной дифракции (при малых углах Брэгга). Численные расчеты амплитудных, угловых и спектральных характеристик выполнены для кристаллов молибдата кальция и парателлурита. Установлено, что неоднородность акустического поля уменьшает эффективность дифракции, уширяет угловой и спектральный диапазоны взаимодействия и тем самым негативно сказывается на характеристиках акустооптических приборов.

Гаврилов С.С., Деменев А.А., Кулаковский В.Д. «О перспективе акустооптического контроля спиновых состояний поляритонного конденсата» Письма в ЖЭТФ, 100, № 12, с. 923-928 (2014)

Исследованы спиновые свойства конденсата экситонных поляритонов в условиях резонансно-оптического возбуждения. Теоретически показано, что средний спин конденсата зависит от разности частот поляритонного уровня и внешней накачки. Это открывает возможность управления спиновыми состояниями поляритонного конденсата путем изменения частоты экситона при возбуждении акустических волн в микрорезонаторе. В частности, предсказано, что в латерально анизотропных системах при фиксированных интенсивности и поляризации волны накачки возможны переключения между состояниями с линейной, право- и левоциркулярной поляризацией конденсата, осуществляющиеся на масштабе пикосекунд и приводящие к столь же быстрым изменениям поляризации проходящего света.

Гуляев Ю.В., Казарян М.А., Мокрушин Ю.М., Шакин О.В. «Акустооптические лазерные проекционные системы отображения телевизионной информации» Квантовая электроника, 45, № 4, с. 283-300 (2015)

Дан обзор различных способов формирования с помощью лазеров телевизионного изображения на проекционных экранах больших размеров. Представлены результаты теоретического и экспериментального исследований акустооптической проекционной системы, работающей по принципу проекции изображения всей амплитудно-модулированной телевизионной строки за один импульс излучения лазера. Рассмотрены особенности формирования изображения в такой системе и требования к ее отдельным элементам. Особое внимание уделено нелинейным искажениям в сигнале изображения, которые наиболее сильно проявляются на низких частотах модулирующего сигнала. Обсуждаются вопросы улучшения эффективности и качества формируемого изображения с помощью акустооптических модуляторов и импульсных лазеров. Проекторы с импульсным методом формирования строки, работающие в реальном масштабе времени, можно использовать для управления лазерным излучением высокой интенсивности.

Гасанов А.Р., Гасанов Р.А. «К выбору вида модуляции в акустооптической линии задержки с прямым детектированием» Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника, 58, № 6, с. 22-33 (2015)

Приведена физико-математическая интерпретация последовательности формирования отклика на выходе акустооптической линии задержки с прямым детектированием при различных формах подключаемого к клеммам электроакустического преобразователя высокочастотного колебания. Показано, что для выбранной конструкции интенсивность света, падающего на фоточувствительную поверхность фотодетектора, изменяется только в случае изменения акустической мощности в фотоупругой среде. Это исключает возможность использования угловой модуляции для переноса спектра видеосигнала в область рабочих частот акустооптического модулятора в акустооптической линии задержки с прямым детектированием. Для обеспечения такой возможности предлагается установить на пути распространения отклоненного света опорный транспарант, который преобразует изменения угла дифракции в соответствующие изменения интенсивности света, падающего на фоточувствительную поверхность фотодетектора. Предложенная конструкция исследована для квадратной и круглой апертуры светового пучка. Установлено, что наилучшие результаты обеспечиваются при световом пучке с квадратной апертурой и с равномерным распределением плотности потока мощности в ней. Приведены основные результаты экспериментальных исследований, которые подтверждают эффективность действия предложенной конструкции.