Садовников А.В., Никитов С.А. «Энергоэффективные устройства обработки информационных сигналов на принципах магнонной стрейнтроники: исследование методом мандельштам-бриллюэновской спектроскопии» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 766-770 (2021)

Методами мандельштам-бриллюэновской спектроскопии магнитных материалов с пространственным и частотным разрешением показана возможность управления спин-волноводными режимами распространения сигнала деформации в латеральных массивах магнонно-кристаллических структур с пьезоэлектрическим слоем. Продемонстрирована возможность управления дипольной спин-волновой связью в латеральном массиве ферромагнитных полосок с помощью создания локальных деформаций в области локализации спин-волновых возбуждений. Показано, что при изменении абсолютной величины и знака электрического поля оказывается возможным эффективное управление свойствами распространяющихся спиновых волн и пространственным распределением интенсивности динамической намагниченности в латеральной структуре на частотах, находящихся в спектре поверхностных магнитостатических волн.

Бородина И.А., Зайцев Б.Д., Теплых А.А., Алсовэйди А.К.М., Ларионова О.С., Гулий О.И. «Определение микробных клеток при их взаимодействии с фаговыми мини-антителами датчиком на основе резонатора с поперечным электрическим полем из пьезокерамики ЦТС-19» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 771-776 (2021)

Описывается конструкция датчика на основе акустического резонатора с поперечным электрическим полем, изготовленного из пьезокерамики ЦТС-19 для экспресс-анализа микробных клеток. Показана возможность обнаружения и идентификации микробных клеток путем регистрации их специфического взаимодействия с фаговыми мини-антителами непосредственно в суспензии. Время анализа не превышает 5 мин.

Горбачев И.А., Смирнов А.В., Шамсутдинова Е.С., Кашин В.В., Юдин С.Г., Анисимкин В.И., Колесов В.В., Кузнецова И.Е. «Исследование структурных и пьезоэлектрических свойств пленок пвдф, полученных методом Ленгмюра–Блоджетт» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 777-782 (2021)

Представлены результаты исследования акустических свойств пленок поливинилиденфторида (ПВДФ) различной толщины, полученных с помощью технологии Ленгмюра–Блоджетт. Методом атомно-силовой микроскопии было изучено влияние количества мономолекулярных слоев (10, 20 и 40 слоев) и термической обработки на морфологию полученных пленок. Для пленок толщиной 40 слоев продемонстрировано наличие пьезосвойств. Показано, что при получении ленгмюровских пьезоактивных пленок ПВДФ можно не проводить их дополнительную поляризацию.

Зайцев Б.Д., Теплых А.А., Семёнов А.П., Бородина И.А. «Влияние проводящей пленки конечной толщины, нанесенной на резонатор с поперечным электрическим полем, на его характеристики» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 783-787 (2021)

Теоретически и экспериментально исследовано влияние толщины, коэффициентов упругости и вязкости, а также электрической проводимости пленки, нанесенной на свободную сторону пьезоэлектрического резонатора с поперечным электрическим полем, на его характеристики. Показано, что увеличение механического импеданса пленки и ее проводимости снижают максимальное значение реальной части электрического импеданса резонатора.

Балакший В.И., Купрейчик М.И., Манцевич С.Н., Пожар В.Э. «Акустооптические устройства на основе двуосных кристаллов ромбической сингонии» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 788-793 (2021)

Представлен детальный анализ акустооптического эффекта в двуосных кристаллах на примере кристаллов ромбической сингонии тетратиоарсената таллия и йодноватой кислоты. Определены оптимальные срезы кристаллов для таких акустооптических устройств, как дефлекторы и фильтры. Показана перспективность применения кристалла тетратиоарсената таллия для создания высокоэффективных акустооптических дефлекторов, а также квази-коллинеарных фильтров в ближнем и среднем инфракрасных диапазонах. Установлено, что спектральное разрешение акустооптических фильтров на основе такого варианта дифракции оказывается сопоставимым с разрешением квази-коллинеарных фильтров при равной длине акустооптического взаимодействия.

Бункин А.Ф., Михалевич В.Г., Стрельцов В.Н. «Вынужденное рассеяние на упругих колебаниях наночастиц в оптическом резонаторе с нанодисперсным заполнением» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 794-798 (2021)

Приводятся результаты исследования динамики диэлектрических наночастиц и электромагнитного поля в оптическом резонаторе, заполненном жидкостью и возбуждаемом внешним монохроматическим излучением. Найдена нелинейная поляризация среды и описан стационарный режим нелинейного возбуждения электромагнитного поля в резонаторе. Показано, что раскачка упругих пульсаций частиц под действием пондеромоторных сил в электромагнитном поле приводит к генерации полей комбинационных частот.

Поликарпова Н.В., Марунин М.В. «Необычные случаи поведения акустических волн на границе раздела в кристалле парателлурита» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 799-803 (2021)

Приводятся результаты исследования конфигурации взаимного отражения упругих волн в кристаллах, в которых дополнительная акустическая волна распространяется навстречу одной из двух отраженных волн. Показано, что отражение дополнительной волны порождает две волны, одна из которых противоположна по направлению исходной падающей волне, а вторая имеет индивидуальное направление. Рассчитаны все свойства упругих волн в описанной схеме, включая направления, поляризации, углы сноса и коэффициенты отражения. Показано, что, несмотря на невзаимную геометрию отражения в анизотропной среде, имеет место условие взаимности для энергетических коэффициентов отражения.

Гусев В.А., Жарков Д.А. «Поля радиационных сил в слое вязкой жидкости» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 804-810 (2021)

Приводятся результаты расчета поля поверхностной акустической волны в системе “слой вязкой жидкости–упругая подложка” с учетом сдвиговых компонент в жидкости. Рассмотрен механизм радиационного давления, действующий на жидкость и связанный с нелинейностью уравнений гидродинамики. Рассчитаны пространственные распределения силы радиационного давления, возникающей в вязкой жидкости со стороны стоячей поверхностной волны. Показано, что учет вязкости вызывает дополнительную силу, направленную к центру системы, а сдвиговые компоненты приводят к значительным градиентам радиационного давления вблизи границы раздела сред.

Коннова Е.О., Юлдашев П.В., Хохлова В.А. «Использование графических ускорителей при моделировании нелинейных ультразвуковых пучков на основе уравнения Вестервельта» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 811-816 (2021)

Рассмотрена задача ускорения алгоритмов расчета эффектов дифракции, нелинейности и поглощения при моделировании высокоинтенсивных ультразвуковых пучков на основе нелинейного уравнения Вестервельта. Проведено сравнение результатов расчетов, проведенных с использованием графических ускорителей, с результатами вычислений на центральном процессоре, а также анализ скорости выполнения алгоритмов в зависимости от параметров входных данных.

Миронов М.А., Пятаков П.А., Шуляпов С.А. «Особенности применения методики обращения сигналов во времени в нестационарном волноводе» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 817-822 (2021)

Представлены результаты расчетов методом обращения сигналов во времени в ультразвуковом диапазоне (∼130 кГц) в условиях сильного точечного нагрева (>250°С) и деформации исследуемого образца – стальной плиты. Показано, что искажения, обращенного во времени сигнала, вызванные изменением свойств образца, могут быть значительно снижены путем уменьшения длительности обрабатываемых сигналов и при использовании нескольких приемников.

Асфандияров Ш.А., Крит Т.Б., Андреев В.Г. «Ультразвуковой доплеровский метод для измерения упругости скелетных мышц» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 823-828 (2021)

Представлены результаты применения ультразвукового (УЗ) доплеровского метода для измерения упругости скелетных мышц, залегающих на небольшой глубине (2–4 см) от поверхности кожи. Метод основан на вычислении скорости сдвиговых волн, возбуждаемых вибратором на поверхности кожи на частотах 150–250 Гц. Рассчитанное распределение сдвиговых смещений в упругом фантоме методом конечных элементов сравнивалось с результатами измерений с помощью миниатюрного акселерометра. Сдвиговый модуль упругого фантома, измеренный предложенным методом, соответствовал значениям, полученным из статических измерений.

Лупанова А.С., Егорова М.А. «Акустическая структура низкочастотных вокализаций домовой мыши (Mus Musculus). онтогенетический аспект» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 829-835 (2021)

Представлены результаты исследования акустического поведения половозрелых домовых мышей при имитации элементов агонистического и полового поведения и мышат при излучении ими гнездового крика дискомфорта. По результатам спектрально-временного анализа низкочастотных вокализаций, сопровождающих исследованные типы поведения, выявлены их наиболее стабильные характеристики: высокая интенсивность, гармонический каркас, число основных формант (3–5), сосредоточение основной энергии сигнала в полосе частот до 35 кГц, расположение основной частоты в низкочастотном диапазоне слуховой чувствительности мыши (2–5 кГц). Обсуждаются онтогенетические аспекты формирования низкочастотных вокализаций.

Петронюк Ю.С., Титов С.А., Левин В.М., Рыжова Т.Б. «Ультразвуковая визуализация динамики разрушения армированных композитов» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 836-841 (2021)

Представлены результаты исследования структуры образцов, выполненного с помощью импульсного акустического микроскопа, совмещенного со специально разработанной миниатюрной испытательной машиной. Рассматриваются особенности проведения таких экспериментов. Показана возможность измерения деформации образца при его механических испытаниях неразрушающими методами акустической микроскопии.

Петросян С.А., Николаев Д.А., Цысарь С.А., Свет В.Д., Цеханович А.И., Кренделёва А.Д., Сапожников О.А. «Звуковидение в жидкости через твердотельную акустическую линзу с коррекцией аберраций» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 842-848 (2021)

Представлены результаты исследования метода звуковидения в жидкости с помощью комбинации акустической линзы и двумерной фазированной антенной решетки с возможностью коррекции вносимых линзой аберраций за счет обработки фазовой информации. Представлены результаты теоретического моделирования и экспериментального исследования по визуализации объектов, расположенных в воде.

Дембелова Т.С., Макарова Д.Н., Бадмаев Б.Б. «Исследование нелинейности сдвиговой упругости наносуспензий акустическими методами» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 849-853 (2021)

Акустическим резонансным методом с применением пьезокварцевого кристалла определен комплексный модуль сдвига суспензий наночастиц диоксида кремния в полиэтилсилоксановой жидкости. Метод основан на изучении влияния сил добавочной связи на резонансные характеристики колебательной системы. Особенности зависимости модуля сдвига от амплитуды деформации обусловлены межмолекулярными взаимодействиями в суспензиях, которые определены методом ИК-спектрометрии.

Николаев Д.А., Цысарь С.А., Сапожников О.А. «Определение и компенсация перекоса осей трехкоординатных систем позиционирования с помощью метода акустической голографии» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 854-862 (2021)

Для измерений акустических полей широко применяются автоматические системы позиционирования. На практике при механической сборке и эксплуатации ортогональность механических осей систем может нарушаться, что приводит к заметным ошибкам в определении структуры поля. Приводятся результаты исследования нового прецизионного способа измерения углов между механическими осями и коррекции вносимых ими ошибок с помощью метода акустической голографии.

Першин С.М., Брысев А.П., Гришин М.Я., Леднёв В.Н., Бункин А.Ф., Клопотов Р.В. «Реконструкция нелинейного профиля давления ультразвукового пучка в воде по сигналам лидара комбинационного рассеяния» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 863-868 (2021)

Выполнена лидарная реконструкция нелинейного профиля давления в фокусе ультразвукового пучка, излученного в воду на частоте 2.0 МГц и имеющего ударный фронт с амплитудой 50 МПа. Это оказалось возможным за счет установленной связи между степенью деформации полосы валентных колебаний О–Н в спектре комбинационного рассеяния света в воде, амплитудой упругого рассеяния и давлением в точке зондирования. Профиль, полученный с помощью лидара, хорошо соответствует профилю, измеренному PVDF-гидрофоном.

Теплых А.А., Зайцев Б.Д., Семенов А.П., Бородина И.А. «Акустический резонатор с радиальным возбуждающим электрическим полем» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 869-874 (2021)

Приводятся результаты исследования нового типа пьезокерамического акустического дискового резонатора с радиальным возбуждающим электрическим полем. Резонатор представляет собой диск из пьезоматериала кристаллографического класса 6mm, на одну сторону которого нанесены два круглых концентрических металлических электрода с зазором между ними. Представлена модель свободного резонатора и резонатора, нагруженного пленкой конечной толщины. Рассчитаны характеристики различных мод акустических колебаний для резонаторов из пьезокерамики ЦТБС-3 при различной ширине электродов и зазора между ними.

Бобина А.С., Росницкий П.Б., Хохлова Т.Д., Юлдашев П.В., Хохлова В.А. «Влияние неоднородностей брюшной стенки на фокусировку ультразвукового пучка при различных положениях излучателя» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 875-882 (2021)

Представлены результаты исследования влияния акустических неоднородностей брюшной стенки на фокусировку мощного ультразвукового пучка в зависимости от положения излучателя. Выполнено численное моделирование сфокусированного пучка, создаваемого излучателем с частотой 1 МГц, с использованием акустической модели торса человека, полученной при помощи компьютерной томографии. Обнаружены эффекты смещения фокального максимума поля интенсивности в пространстве и уменьшения максимально достижимой интенсивности в пучке при фокусировке через акустически-неоднородную брюшную стенку, а также определено наиболее выигрышное расположение излучателя относительно тела человека для минимизации искажений акустического поля.

Крохмаль А.А., Сапожников О.А., Кудан Е.В., Грядунова А.А., Цысарь С.А., Петров С.В., Перейра Ф., Хесуани Ю.Д., Миронов В.А., Парфенов В.А. «Создание полых цилиндрических конструктов из тканевых сфероидов с помощью акустической радиационной силы» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 883-888 (2021)

Предложен и экспериментально апробирован метод фабрикации трубчатых конструктов из тканевых сфероидов (сферических конгломератов клеток диаметром около 200 мкм) в питательной среде с помощью акустической радиационной силы. Источником акустического поля являлся полый пьезокерамический цилиндр с резонансной частотой 800 кГц. Удержание сформированной структуры в течение суток при температуре 37°C привело к слиянию сфероидов в сплошной трубчатый жизнеспособный тканевый конструкт.

Карпов И.А., Гребенников А.С., Ким А.А. «Применение параметрического моделирования случайных процессов для определения потерь в линейных колебательных системах» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 889-894 (2021)

Предложен новый метод определения потерь в акустических средах, основанный на параметрическом моделировании измеренных случайных вибрационных или акустических колебаний. Метод апробирован в лабораторном эксперименте, показана его работоспособность и перспективность.

Павлов И.С., Ерофеев В.И., Муравьева А.В., Васильев А.А. «Об оценке скорости ротационных волн в простой кубической решетке кристалла фуллерита» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 895-900 (2021)

Методом структурного моделирования построена трехмерная математическая модель простой кубической решетки кристалла фуллерита. Получены аналитические зависимости скоростей акустических и вращательных (ротационных) волн от параметров микроструктуры такой среды. Показано, что в зависимости от значений параметров микроструктуры скорость ротационных волн может превосходить скорость поперечных волн.

Есипов И.Б., Кенигсбергер Г.В., Попов О.Е., Поддубняк В.Я., Михеев В.И. «Пространственное деление акустического сигнала в береговом клине» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 901-906 (2021)

Представлены результаты экспериментального исследования горизонтальной рефракции при распространении акустических сигналов в береговом клине. Обнаружено, что в присутствии поверхностного волнения акустический сигнал модулируется по интенсивности и по времени прихода, а при отражении сигналов от дна и морской поверхности возникают дополнительные направления, по которым приходит сигнал от удаленного излучателя. Показано, что при определенных условиях возникает пространственное деление сигнала одного и того же типа прихода.

Кузнецов Г.Н., Кузькин В.М., Куцов М.В., Пересёлков С.А. «Интерференционная структура шумового поля движущегося источника в высокочастотном диапазоне» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 907-912 (2021)

Представлены результаты высокочастотного эксперимента по локализации движущегося шумового источника с использованием одиночного векторно-скалярного приемника. Использовалась частотно-временная обработка, согласованная с интерференционной картиной, формируемой источником. Восстановлены временные зависимости пеленга, скорости, удаленности и глубины. Дано теоретическое объяснение экспериментальным данным.