Койгеров А.С., Реут В.Р. «Высокодобротные STW-резонаторы. методы расчета и применение в автогенераторах» Акустический журнал, 71, № 3, с. 372-382 (2025)

Представлены результаты разработки высокодобротных резонаторов на сдвиговых поверхностных волнах или STW (Surface Transverse Waves). Показано, что за счет применения современных вычислительных пакетов (COMSOL Multiphysics), а также усовершенствования и развития уже известных методов расчета(модифицированная модель связанных мод), можно эффективно и быстро проводить расчет устройств на поверхностных акустических волнах. Приведены результаты сравнения теоретической и экспериментальной характеристик коэффициента передачи двухпортового STW-резонатора. Показано, что на основе оптической литографии можно изготавливать высокодобротные резонаторы на частотах 0.5–2.5 ГГц. Типовые значения ненагруженной добротности резонаторов на частоте 500 МГц составляют 27000–29000. Представлены результаты измерений двухпортового STW-резонатора в составе макета малошумящего автогенератора на частоту 500 МГц, которые показывают фазовый шум на уровне –148.7 дБн/Гц при отстройке 1 кГц и –183.5 дБн/Гц при отстройке 1 МГц от несущей частоты, а также джиттер 2.8 фс. Генераторы на STW-резонаторах с низким уровнем фазовых шумов и малым значение джиттера могут быть востребованы в таких областях, где критически необходимо обеспечить максимальный динамический диапазон цифровых трактов обработки сигналов.

Rykov V.V., Kharionovskij A.V. «Photoacoustic method of determination of transparent film thickness» Приборы и техника эксперимента, 35, № 1, с. 202-205 (1992)

Photoacoustic method of determining transparent film thickness within optical range. The method was based on recording interference picture in film transmission spectrum by measuring intensity of passed through the film light by photoacoustic method. Formulae for calculation of elasticity theory were presented. Circuit of measuring device, piezocounter design, curve of spectral dependence of photoacoustic signal were given.

Паньков А.А. «Мембранный пьезоэлектрический MDS-актюатор с плоской двойной спиралью взаимодействующих электродов» Механика твердого тела, № 2, с. 139-165 (2024)

Представлена принципиальная схема и математическая модель функционирования нового пьезоэлектрического мембранного (MDS) актюатора с двойными спиралями (DS) электродов на верхней и/или нижней поверхностях тонкого пьезоэлектрического слоя с осесимметричной и периодической (с малым периодом) по радиальной координате взаимообратной электрической поляризацией. Поляризация слоя осуществлена в результате подключения поляризующего значения электрического напряжения к выходам двойных спиралей электродов. Электроды каждой (верхней и нижней) двойной спирали MDS-актюатора выполнены в виде электродированных ленточных покрытий на поверхностях пьезоэлектрического слоя в непосредственной близости друг от друга (что обусловлено малым шагом спирали) для создания высоких значений напряженности электрического поля вдоль силовых линий в локальных областях пьезоэлектрического слоя между ними при подключении к электродам переменного или постоянного управляющего электрического напряжения, в частности с положительным и отрицательным значениями электрических потенциалов. Важным является то, что силовые линии электрического поля и, как следствие, поляризация пьезоэлектрического слоя MDS-актюатора ориентированы в основном вдоль (т.е. по направлению или против) радиальной координаты мембраны, в отличие от многих традиционных схем актюаторов. Результаты численного моделирования для круглой упругой мембраны с установленными на ее верхней и нижней поверхностях пьезоэлектрическими актюаторами подтвердили эффективность предложенного пьезоэлектрического MDS-актюатора при его функционировании по схеме "биморф", в том числе с использованием предложенного нового конструктивного элемента (секции) – пьезоэлектрического MDS-"кольца поджатия" при различных геометрических и управляющих параметрах. Выявлен эффект значительного увеличения прогиба мембраны с установленными пьезоэлектрическими MDS-актюаторами по сравнению с использованием традиционных однородных пластинчатых пьезоэлектрических актюаторов биморфного типа для различных условий закрепления мембраны, в частности неподвижного (жесткого) закрепления ее центра. Для гибридного пьезоэлектрического MDS-актюатора, включающего в себя независимые концентрические круговую и кольцевую (т.е. "кольцо поджатия") секции, выявлен немонотонный характер и осуществлен численный анализ нелинейной зависимости наибольшего прогиба в центре шарнирно-неподвижно закрепленной по краю мембраны от отношения радиусов ее круговой и кольцевой MDS-секций. Выявлены случаи, при которых проявляется эффект "кольца поджатия", т.е. когда максимальный прогиб мембраны с “кольцом поджатия” превышает наилучшее возможное значение прогиба этой мембраны без его использования по традиционной схеме "биморф". Новый пьезоэлектрический MDS-актюатор может быть использован в микромеханике, управляемой оптике, сенсорной технике, акустике, в частности при изготовлении пьезоэлектрических акустических или сенсорных элементов мембранного типа, электромеханических преобразователей для сбора вибрационной энергии.

Дацук Е.Р., Горбачев И.А., Смирнов А.В. «Автоматизированный стенд для измерения реакции акустоэлектронного датчика на воздействие водных растворов хлорида натрия различной концентрации» Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии, 17, № 2, с. 161-166 (2025)

Создан автоматизированный стенд для измерения реакции акустоэлектронного датчика на воздействие водных растворов хлорида натрия различной концентрации. Проведено сравнение показаний датчика, полученных при использовании автоматизированного стенда, с эталонными показаниями датчика, полученными вручную. Показано, что автоматизированный стенд дает стабильный, повторяемый и точный результат в диапазоне скоростей потока жидкости в установке 1–5 мл/мин. Используемый акустоэлектронный датчик является наиболее чувствительным к изменению концентрации водного раствора хлорида натрия в диапазоне от 0 до 0.3 моль/л. Полученный автоматизированный стенд позволяет упростить и ускорить проведение измерений. В дальнейшем идея автоматизированного стенда на основе акустоэлектронного датчика может быть использована для создания системы долговременного мониторинга свойств воды или других невязких жидкостей.

Воронова Н.В., Анисимкин В.И., Горнев Е.С., Тельминов О.А., Горбачев И.А., Кузнецова И.Е. «Кремниевый датчик микрокапель летучих жидкостей» Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии, 17, № 2, с. 167-172 (2025)

Исследована возможность идентификации жидких веществ по эффективности их испарения с кремниевой подложки. В качестве тестовых использованы две конструкции датчика. Первый тип датчика представляет собой кремниевый стержень с термоизолированными боковыми стенками, нагруженный жидкостью с одного из торцов и зондируемый объемной акустической волной. Второй датчик представляет собой кремниевую пластину, нагруженную жидкостью с одной стороны, и зондируемую поверхностной акустической волной, распространяющейся с противоположной стороны пластины. Показано, что в обеих структурах благодаря высокой теплопроводности кремния температурные изменения испаряющегося вещества передаются практически без изменений зондирующим волнам, меняя их скорость. Установлено, что в ходе основного этапа испарения температура капли практически не меняется, а на последнем этапе она испытывает квазипериодические температурные вариации, сопровождаемые разрывами капли на отдельные островки и их бурным исчезновением. Измерены температура и скорость испарения капель этилового спирта, изопропилового спирта, ацетона и n-гексана объемом порядка 10 мкл.

Дацук Е.Р., Смирнова А.В., Маркушев В.М., Смирнов А.В. «Конструкционные особенности сенсорных элементов на основе акустических линий задержки на волнах в пластинах» Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии, 17, № 2, с. 173-182 (2025)

Исследовано влияние конструкционных особенностей акустоэлектронного датчика на волнах в пластинах на его сенсорные свойства. Дана оценка вклада каждой из сторон пластины или её частей (область между ВШП с лицевой стороны, с тыльной стороны и т.д.) на величину отклика датчика при воздействии паров воды и жидкости. В случае отсутствия сенсорного покрытия на поверхности пьезоэлектрика наибольшую чувствительность демонстрирует лицевая часть, за счет взаимодействия паров воды с электродной системой. В случае изоляции области пластины с электродной системой отклик на воздействие паров воды на поверхность линии задержки отсутствует. При формировании в пространстве между преобразователями сенсорного покрытия на основе метаболитов высших грибов, как на лицевой, так и на тыльной стороне линии задержки, наибольшую чувствительность к парам воды демонстрирует тыльная сторона. При размещении ячейки с жидкостью на поверхности линии задержки показано, что большинство мод наиболее чувствительны к нанесению воды на полную площадь тыльной стороны пластины.

Смирнов А.В., Дацук Е.Р., Смирнова А.В., Краснопольская Л.М. «Влияние паров этанола и ацетона на свойства прямой и обратной акустических волн в структуре "пластина YX ниобата лития–пленка из мицелия высших грибов»» Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии, 17, № 2, с. 183-190 (2025)

Рассмотрены газочувствительные свойства прямой SH₁ и обратной A₁ акустических волн в пластине YX ниобата лития, нагруженной биопленкой на основе мицелия высших грибов. Показана возможность использования акустоэлектронного устройства на основе одиночного встречно-штыревого преобразователя (ВШП) в качестве газочувствительного элемента. При отсутствии сенсорного покрытия на поверхности пьезоэлектрической пластины параметр S₁₁ вышеуказанных волн не меняется при воздействии паров воды, этанола и ацетона в диапазоне от 7 до 20 МГц. При нанесении сенсорной пленки на основе мицелия базидиальных грибов на сторону пластины свободную от ВШП параметр S₁₁ обратной волны A₁ меняется в зависимости от толщины пленки. При этом величина данного параметра для прямой волны SH₁ остается неизменным. Величина изменения параметра S₁₁ при воздействии насыщенных паров тестовой пробы воды для прямой волны SH₁ примерно в два раза выше, чем для обратной A₁. Однако, нижний предел обнаружения паров воды для обратной волны 4.32 г/м³, в то время как для прямой волны он составляет лишь 7.59 г/м³.

Бражников А.М., Ганигин С.Ю. «Исследование квазистатических колебаний пьезоэлектрического диска с использованием конечно-элементного моделирования и лазерной интерферометрии» Известия высших учебных заведений. Приборостроение, 68, № 4, с. 333-341. (2025)

Исследованы квазистатические колебания пьезоэлектрического диска с несколькими электродами с целью определения их оптимальной конфигурации при работе пьезоэлемента в составе устройства. Первым критерием оптимальности выступает величина осевых деформаций геометрического центра поверхности пьезоэлемента. Вторым критерием выбрана величина напряжения отклика, снимаемая с электрода обратной связи пьезоэлемента. Построена конечно-элементная модель пьезоэлектрического преобразователя в программном продукте Ansys Workbench. Рассчитаны значения напряжения отклика и амплитуды осевых деформаций при различных конфигурациях электродов. Проведены экспериментальные исследования напряжения отклика при работе преобразователя на частоте резонанса 1200 Гц и на частоте много ниже частоты резонанса – при 300 Гц. С помощью методов лазерной интерферометрии экспериментально исследованы значения осевой деформации. Исследование деформации проводилось при частоте 400 Гц. Результаты моделирования и экспериментов показали сходные тенденции. Расхождение результатов моделирования с экспериментальными данными обусловлено отличием реальных значений пьезомодулей от справочных данных производителя. Полученные результаты позволяют сформулировать рекомендации по расположению и назначению электродов дисковых пьезоэлектрических преобразователей.

Фролов Н.Ю., Клоков А.Ю., Шарков А.И., Николаев С.Н., Чернопицский М.А., Ченцов С.И., Пугачев М.В., Шуплецов А.В., Кривобок В.С., Кунцевич А.Ю. «Исследование акустических свойств Ван-дер Ваальсовых гетероструктур, содержащих монослой WSe₂, методом гиперзвуковой микроскопии» Прикладная физика, № 2, с. 90-96 (2025)

Для исследования упругих свойств слоистой гетероструктуры Al/hBN/WSe₂(монослой)/hBN/Al₂O₃ использовалась пикосекундная ультразвуковая методика. В процессе эксперимента измерялись временные зависимости изменения фазы коэффициента отражения образца, вызванные распространением упругого импульса, который возбуждался фемтосекундным лазером. Построение карты пространственного распределения модуля спектральных компонент Фурье-спектра отклика для различных частот позволило локализовать область гетероструктуры, содержащей в себе монослой WSe₂. Используя математическую модель отклика многослойной структуры, были оценены упругие параметры гетероструктуры Al/hBN/WSe₂(монослой)/hBN/Al₂O₃, в частности жесткости интерфейсов слоев. Ключевые слова: пикоакустика; лазерный гиперзвук; механические свойства; Ван-дер Ваальсовы гетероструктуры; монослой. DOI: 10.51368/1996-0948-2025-90-96

Никитин П.А. «Влияние расстояния между секциями фазированного излучателя ультразвука на число разрешённых элементов акустооптического дефлектора» Оптический журнал, 92, № 2, с. 16-24 (2025)

Предмет исследования. Акустооптический дефлектор на основе оптически изотропной среды, использующий секционированный фазированный излучатель ультразвука. Цель исследования. Определение оптимального зазора между секциями излучателя ультразвука для реализации эффективного дефлектора терагерцевого излучения. Метод. Численное моделирование акустооптического взаимодействия в режиме малой эффективности дифракции. Основные результаты. Влияние зазора между секциями и числа секций излучателя ультразвука на число разрешённых элементов убывает с увеличением числа секций и не превышает 10%. Практическая значимость. Определяющим критерием выбора оптимального зазора между секциями излучателя ультразвука для акустооптического дефлектора является эффективность дифракции и угловое разделение пучков излучения на выходе устройства. Ключевые слова: акустооптическое взаимодействие, дифракция, акустическое поле, секционированный излучатель

Бурков С.И., Плетнев О.Н., Турчин П.П., Турчин В.И. «Влияние одноосного механического давления на характеристики волн Лэмба и SH-волн в слоистых пьезоэлектрических структурах Al|AlN|алмаз» Физика твердого тела, 67, № 6, с. 951-957 (2025)

Исследовано влияние одноосного механического давления на дисперсионные характеристики волн Лэмба и SH-волн в многослойных пьезоэлектрических структурах при разных вариантах приложения одноосного механического давления. Отмечены условия приложения одноосного механического давления, при которых изменения фазовых скоростей волн Лэмба и SH-волн максимальны либо отсутствуют, что может иметь большое значение для разработки управляемых акустоэлектронных устройств. Ключевые слова: многослойные структуры, нитрид алюминия, гибридизация, обратные акустические волны.

Журавлев Ю.Н., Гвоздикова Е.В «DFT исследования нелинейно-оптических, пьезоэлектрических и фотоупругих свойств гексагональных M₂(NO₃)(OH)₃ (M=Sr, Ba)» Физика твердого тела, 67, № 7, с. 1169-1183 (2025)

В рамках теории функционала плотности методом связанных возмущений Хартри–Фока/Кона–Шэма в базисе локализованных орбиталей, с использованием градиентного PBE с дисперсионной поправкой D3(BJ) и гибридных PBE0, B3LYP функционалов вычисляются структурные, электронные, колебательные, диэлектрические, упругие и пьезоупругие свойства гексагональных Sr₂(NO₃)(OH)₃, Ba₂(NO₃)(OH)₃. На основании полученных из первых принципов данных устанавливаются корреляции между микроскопическими структурными и макроскопическими нелинейными оптическими, механическими, электромеханическими характеристиками. Ключевые слова: функционал плотности, NLO кристаллы, диэлектрическая проницаемость, коэффициенты SGH, упругие постоянные, пьезоэлектрические константы, гидроксиды нитратов.

Махмудов Х.Ф., Савельев В.Н. «Калибровка пьезоэлектрических широкополосных полевых шахтных акустических датчиков и их практическое применение» Журнал экспериментальной и теоретической физики, 166, № 4, с. 712-719 (2024)

Разработан алгоритм, оптимизирующий использование пьезоэлектрических широкополосных датчиков в натурных условиях. Измерена амплитуда объемных продольных волн от эталонного источника в лабораторных условиях для определения коэффициента чувствительности пьезоэлектрических широкополосных датчиков. Установлены возможность и целесообразность использования этих датчиков для практического применения в горных выработках. Создав переносное полевое оборудование и адаптировав методы лабораторной калибровки, мы успешно диагностировали отдельные линии стационарной системы акустико-эмиссионного автоматизированного мониторинга подземных сооружений в полевых условиях. Предложен алгоритм действий и обоснован способ адаптации разработанных лабораторных приемов для горных выработок с бетонной обделкой, образующих подземные сооружения. Ключевые слова: акустическая эмиссия, мониторинг, калибровка, упругая волна.

Mednikov A.M., Abrosimov I.N., Saatov E.A., Petukhov M.V. «Acoustooptical modulator of light polarization» Приборы и техника эксперимента, 34, № 2, с. 0 (1991)

The modulator was described applied to polarization measurements. The modulator was made of melted quartz resonating at the frequencies from 55 up to 60 kHz, the resonance quality factor was of 10³–10⁴. The oscillations were excited by piezoceramic components master oscillator supplied. The modulation amplitude was controlled by analogous signal or digital code. The light beam diameter did not exceed 10 mm.

D'yachko A.N., Melikhov S.V., Titov A.A. «Broadband power amplifier for acoustic-optical systems» Приборы и техника эксперимента, 34, № 2, с. 111-112 (1991)

The circuit for the amplifier with output power exceeding the power delivered to separate transistors was described. It was possible due to the application of superbroadband adder. The specifications of the amplifier were the following ones: working frequency range 150 kHz–230 MHz; amplification factor 45 DB; output power 25 W; power demand 250 W. To provide the optimum load impedance of channel amplifier output transistors the transformers with transformation factor 1:4 were connected between channel amplifiers outputs and adder.

Verkhoturov V.I., Grafodatskij O.S., Zhukov V.K., Ekimenko V.Yu., Kargapol'tsev A.V., Rudenko V.N., Simanchuk V.I. «Installation for acoustic sounding of electric fields in dielectric materials» Приборы и техника эксперимента, 34, № 2, с. 186-190 (1991)

The installation was described permitting to study accumulation and relaxation processes of space change and electric field connected with it. The spatial resolution of the installation when using OGM-20 laser was ≈100 μm for polymethylmethacrylate samples. The spatial resolution can be reached to several micrometers due to nanosecond LP-3 lasers, providing the formation in solid state media of acoustic signals of the length up to several nanoseconds and below. In connection with it the investigation of thin (tens-hundreds micrometers) dielectric and polymer films is possible.

Apolonskij A.A., Sulajmanov R.T. «Acoustic optical mode synchronizer with control block» Приборы и техника эксперимента, 35, № 1, с. 237-238 (1992)

The synchronizer served for loss modulation in laser resonator and thus to form light short pulse train. It was shown to be made of crystalline quartz with temperature factor of acoustic resonance shift less by half than in case of melted one. Moreover, it could be used in powerful laser systems especially in ultraviolet range. Synchronizer’s dimensions and basic frequency of piezotransformer of lithium mobate permitted to use it in powerful lasers with active medium up to 0–15 mm a resonator length of 1–10 m. Control block included: quartz generator, amplifier of 25 Wt for load of 10–100 Ohm, recording system of high-frequency synchronizer-reflected power, temperature control block.

Ivanov A.I., Shcherbakov Yu.M. «Control block acoustic optical modulator» Приборы и техника эксперимента, 35, № 1, с. 241 (1992)

The block was designed for forming radiofrequency signal the amplitude of which was proportional to input signal. Carrier frequency was 80±0.5 MHz (160±1 MHz); frequency drift and extraneous frequency modulation was <0.5%; maximal peak output power was 5 Wt (2.5 Wt); manual adjustment of output power was 10 dB; modulation depth of output radiofrequency signal was 99%; non-linearity of modulation property in dynamic range was 20dB±5%; modulation frequency band by level of 1 dB was 0-10 MHz; amplitude of modulating signal at input resistance of 75 Ohm was 0–1.4 V; amplitude stability of output signal in case of any fixed level output power was ±2%.