Бородина В.В. «Влияние локальных механических напряжений на пьезоэлектрические датчики давления систем автоматизации судна» Морские интеллектуальные технологии, 2, № 4, с. 82-86 (2021)

Рассматриваются проблемы прочности и надёжности чувствительных элементов пьезоэлектрических датчиков давления, являющихся важной частью систем автоматизации судна. Экспериментально исследуются изменения микроструктуры пьезоэлектрических материалов на примере монокристаллического сегнетоэлектрика BaTiO₃ в поле неоднородных механических напряжений. Экспериментальная установка позволила при помощи оптического микроскопа в поляризованном свете «на просвет» производить наблюдения образцов непосредственно под механической нагрузкой. Рассмотрены условия появления пластических деформаций и появления микротрещин, приводящих к разрушению элемента. Определена роль в указанных процессах изменений доменной структуры кристаллов, а именно 90-градусных доменных переориентаций, происходящих в поле локальной механической нагрузки. Экспериментальные результаты полностью согласуются с теоретическими расчётами распределения полей напряжений под локальной механической нагрузкой. Сделан вывод о значении локальных механических воздействий на чувствительный элемент, нарушающих его правильную работу.

Крохмаль А.А., Крохмаль Н.Е., Сапожников О.А. «Расчет акустической ловушки для упругого сферического рассеивателя большого волнового размера» Известия РАН. Серия физическая, 86, № 2, с. 257-262 (2022)

Смоделирована акустическая ловушка, создаваемая в жидкости с помощью многоэлементного кольцевого излучателя мегагерцового диапазона частот. Для расчета акустической радиационной силы, действующей на помещенный в ловушку упругий сферический рассеиватель большого волнового размера, создан сервис с графическим интерфейсом. Метод расчета радиационной силы основан на решении полной задачи рассеяния акустического пучка на сферическом рассеивателе с помощью метода углового спектра. В численном эксперименте продемонстрирована возможность удержания твердотельных частиц и проведена оценка точности метода.

Чижиков А.И., Науменко Н.Ф., Юшков К.Б., Молчанов В.Я., Павлюк А.А. «Акустооптическая модуляция поляризации излучения в моноклинных кристаллах» Квантовая электроника, 51, № 4, с. 343-347 (2021)

Предложена конфигурация модулятора поляризации лазерного излучения на основе изотропного акустооптического взаимодействия. Управление поляризацией осуществляется с помощью двухкоординатной акустооптической ячейки, использующей один моноклинный монокристалл. Показана возможность реализации такого модулятора на основе кристалла KY(WO₄)₂.

Котов В.М. «Выделение двумерного контура изображения с использованием фильтра пространственных частот двухцветного излучения» Квантовая электроника, 51, № 4, с. 348-352 (2021)

Исследовано выделение двумерного контура оптического изображения с помощью пространственного акустооптического (АО) фильтра, работающего на двух длинах волн оптического излучения, что существенно увеличивает надежность измерений, а также уменьшает влияние шумов. Работа фильтра основана на дифракции света в два дифракционных порядка. Показано, что в общем случае невозможно получить двумерный контур одновременно на двух длинах волн при одних и тех же энергетических и частотно-угловых параметрах АО фильтра. Найден вариант, позволяющий перейти от одной длины волны к другой с сохранением операции выделения контура посредством изменения мощности звука. Этот вариант экспериментально подтвержден на примере формирования двумерного контура с использованием двухцветного излучения Ar-лазера, генерирующего на длинах волн 0.488·10^–4 и 0.514·10^–4 см, и АО ячейки из ТеО₂, работающей на частоте звука 57 МГц.

Курников А.А., Павлова К.Г., Орлова А.Г., Хилов А.В., Перекатова В.В., Ковальчук А.В., Субочев П.В. «Широкополосные (100 кГц – 100 МГц) ультразвуковые ПВДФ-детекторы для сканирующей оптико-акустической ангиографии с ультразвуковым разрешением» Квантовая электроника, 51, № 5, с. 383-389 (2021)

Для регистрации широкополосных сигналов, генерируемых содержащимися в крови молекулами гемоглобина при поглощении ими импульсного оптического излучения, в сканирующей оптико-акустической (ОА) ангиографии используются сферические ультразвуковые антенны. В зависимости от размера гемоглобинсодержащих структур характерные частоты ОА сигналов могут довольно сильно различаться (от сотен килогерц до сотен мегагерц). В то же время ширина приемной полосы частот стандартных пьезоэлектрических датчиков, как правило, не превышает значения центральной частоты. Расширить приемную полосу ультразвуковых детекторов до необходимых 0.1 кГц – 100 МГц можно за счет использования нерезонансных пьезоматериалов на основе поливинидиленфторида (ПВДФ). В настоящей работе проведено экспериментальное сравнение двух сверхширокополосных детекторов на основе ПВДФ-пьезопленок разной толщины (9 и 25 мкм), обладающих сходными полосами приема частот при различающихся амплитудно-частотных характеристиках. Путем сравнительной ОА визуализации биоподобного фантома продемонстрировано, что низкочастотный датчик (толщина пленки l=25 мкм) обладает большей глубиной резкости, тогда как высокочастотный датчик (l=9 мкм) имеет лучшую чувствительность в диапазоне 40–100 МГц. С помощью ОА визуализации экспериментальной опухоли in vivo показано, что датчик с l=25 мкм лучше подходит для исследований нормальной ткани, содержащей относительно крупные кровеносные сосуды, а датчик с l=9 мкм – для визуализации опухолевой ткани, содержащей большое количество разнонаправленных кровеносных сосудов минимальных размеров, сравнимых с максимальным пространственным разрешением системы.

Курников А.А., Павлова К.Г., Орлова А.Г., Хилов А.В., Перекатова В.В., Ковальчук А.В., Субочев П.В. «Поправка к статье: “Широкополосные (100 кГц – 100 МГц) ультразвуковые ПВДФ-детекторы для сканирующей оптико-акустической ангиографии с ультразвуковым разрешением” («Квантовая электроника», 2021, т. 51, № 5, с. 383–388).» Квантовая электроника, 51, № 6, с. 564 (2021)

Шабанов В.А., Селезнев И.А. «Разработка технологии изготовления пьезоэлементов и электроакустических преобразователей на основе пленки из сополимера винилиденфторида» Подводные исследования и робототехника, 34, № 4, с. 4-12 (2021)

Описаны разработанные технологические решения для получения пьезоактивной пленки толщиной до 180 мкм из сополимера винилиденфторида (ПВДФ) марки Ф-2МЭ отечественного изготовления и электроакустических преобразователей (ЭАП) на её основе. Технология изготовления пьезоактивной пленки включает стадии ориентационной вытяжки экструзионной пленки ПВДФ и её поляризации в поле коронного разряда. Рассмотрены основные критерии выбора методов и технологических режимов изготовления пьезоактивной пленки ПВДФ, позволившие добиться её высоких пьезоэлектрических характеристик, сохраняющихся в широком диапазоне температур. Определена предпочтительная с точки зрения применения в составе гидроакустических приборов конструкция объемно-чувствительного ЭАП, состоящая из плоских активных элементов в виде многослойных пакетов пьезоактивной пленки, соединенных электрически последовательно. Необходимые чувствительность и электрофизические характеристики преобразователя могут обеспечиваться путем регулирования числа активных элементов и числа пьезоактивных слоев в них. Электрический и механический контакты слоев в активном элементе осуществляются при помощи тонких слоев токопроводящего полимерного клея, что позволяет получать конструкции на основе пьезоактивной пленки без токопроводящего покрытия на её поверхности. Это существенно упрощает технологию изготовления преобразователей, а также дает возможность создавать активные элементы любой конфигурации путем их раскроя из больших заготовок методами механической и гидроабразивной резки. Приведены характеристики полученной пьезопленки и изготовленных на ее основе ЭАП.

Гасанов А.Р., Гасанов Р.А., Ахмедов Р.А., Садыхов М.В. «Аппроксимационный метод исследования характеристик акустооптической линии задержки» Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника, 64, № 11, с. 696-704 (2021)

Показаны высокие потенциальные возможности акустооптической линии задержки (АОЛЗ) для обработки широкополосных аналоговых сигналов. Обоснована актуальность разработки теории физических процессов в АОЛЗ, пригодной для прикладных применений. Предложен аппроксимационный метод решения этой проблемы. Показано, что при использовании кусочно-линейной аппроксимации, расчет временных и частотных характеристик АОЛЗ значительно упрощается. Получены универсальные формулы для определения выходного отклика АОЛЗ, его длительности и времени нарастания, при различных соотношениях длительности входного импульса и времени пересечения лазерного пучка упругим волновым пакетом. Предложена методика и формулы для определения частоты среза АОЛЗ. Проведено численное моделирование предложенных формул и доказана их адекватность. Обсуждена возможность использования полученных формул для исследования характеристик АОЛЗ за пределами граничной частоты. Установленные закономерности и результаты численного анализа экспериментально апробированы на макете АОЛЗ с прямым детектированием. Параметры осциллограмм входного и выходного импульсов, которые получены при различных соотношениях длительности входного импульса ко времени пересечения лазерного пучка упругим волновым пакетом, обсуждены в контексте установленных закономерностей и результатов численного анализа. По нормированному экспериментальному графику амплитудно-частотной характеристики АОЛЗ определена частота среза и показано ее соответствие с результатами численного анализа.