Иванов Р.А., Горбачёв А.А. «Применение методов оптической обработки информации для анализа акустических сигналов изделий машиностроения» Оптический журнал, 92, № 6, с. 23-33 (2025)

Предмет исследования. Обработка акустического сигнала машиностроительных изделий с помощью оптико-голографических методов формирования проекционного изображения на фотоприёмнике. Цель работы. Разработка прибора для создания акустического портрета работающего изделия машиностроения на основе голографической интерферометрии. Метод. Для анализа спектра акустического сигнала работающих изделий машиностроения использовалась голографическая интерферометрия. Основные результаты. Был разработан оптический процессор, который в реальном времени с помощью нелинейного элемента вида F(x)=cos(x)–sin(x) создаёт интерферентную картину полного спектра акустического сигнала (от 0 до ∞ Гц) работающего изделия машиностроения на фотоприёмнике. Данный спектр после его оцифровки может быть использован для анализа акустического портрета работающего изделия. Практическая значимость. Разработка прибора для анализа акустического портрета работающего изделия машиностроения позволяет совершенствовать безразборные методы технического диагностирования изделий, а также прогнозировать их остаточный ресурс.

Котов В.М., Аверин С.В., Белоусова А.С., Карачевцева М.В., Булюк А.Н., Воронко А.И. «Акустооптический фильтр пространственных частот с минимальным потреблением акустической мощности» Оптический журнал, 92, № 6, с. 87-96 (2025)

Предмет исследования. Исследуются энергетические возможности тангенциальной геометрии акустооптической брэгговской дифракции для двумерной оптической фурье-обработки оптических изображений. Цель работы – разработать акустооптический фильтр пространственных частот из кристалла парателлурита ТеО₂, обеспечивающий максимальную разрешающую способность при минимальном потреблении акустической мощности. Метод. В основе метода лежит использование уникальных свойств кристалла парателлурита, в частности – аномально низкой скорости акустической волны. Для увеличения разрешающей способности используется брэгговская дифракция на очень низкой частоте звука. Оказалось, что дифракция на минимальной частоте реализуется в тангенциальной геометрии. Это даёт возможность наилучшим образом осуществлять двумерную фильтрацию изображений в процессе их оптической фурье-обработки. Таким образом, достигаются одновременно две цели – максимальное увеличение разрешающей способности фильтра и обеспечение наилучших условий для двумерной обработки изображений. Основные результаты. Разработан и создан экспериментальный макет акустооптического фильтра пространственных частот на основе кристалла парателлурита, предназначенный для двумерной обработки изображений, переносимых на длине волны оптического излучения 633 нм. Экспериментально получен двумерный контур изображения в первом дифракционном порядке на частоте звука 9,9 МГц. Практическая значимость. Разработанный фильтр позволяет обрабатывать двумерные изображения на минимальной частоте звука с минимально потребляемой акустической мощностью. При этом операции над двумерными изображениями выполняются с максимальной разрешающей способностью.

Никитин П.А. «Оценка параметров акустооптического фокусирующего устройства видимого излучения» Оптический журнал, 92, № 9, с. 35-43 (2025)

Предмет исследования. Акустооптическое фокусирующее устройство, использующее линейно-частотно модулированную ультразвуковую волну. Цель исследования. Определение параметров акустооптического фокусирующего устройства для оценки вносимых им аберраций. Метод. Численное моделирование акустооптического взаимодействия в режиме малой эффективности дифракции. Основные результаты. Разработана модель, учитывающая длину акустооптического взаимодействия, а также дифракционные эффекты. Показано, что фокальное пятно представляет собой полосу с сильно асимметричной структурой, а волновой фронт в пятне имеет наклон около 4° относительно волнового фронта исходного пучка. Использование наклонного падения излучения на фокусирующее устройство уменьшает размер пятна примерно в 2 раза – до 17 мкм по уровню 84% функции концентрации энергии, а структура фокального пятна становится симметричной. Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы при разработке адаптивных оптических систем.

Крюков И.В., Сапожников О.А., Иванов Д.А., Петров Н.Х. «Метод оптоакустической спектроскопии в исследовании супрамолекулярных систем на основе кукурбитурилов» Приборы и техника эксперимента, № 4, с. 166-172 (2024)

Работа посвящена оптоакустическому исследованию особенностей поглощения лазерного излучения в водном растворе комплекса включения стирилового красителя в кукурбитуриле. Исследования проводились на экспериментальной установке, где в качестве лазера накачки использовался фемтосекундный регенеративный усилитель на хром-форстерите (Cr:F). Использовалась третья гармоника излучения с длиной волны 420 нм и длительностью импульсов 130 фс. Оптоакустическая генерация проводилась в кварцевой кювете с исследуемым раствором, а приемником акустического сигнала являлась плоская пьезокерамическая пластина с резонансной частотой 1 МГц. Сравнивались оптоакустические сигналы в растворе чистого стирилового красителя Кр.1 и того же красителя при наличии комплексов с кукурбитурилом. Показано, что при одинаковой оптической плотности растворов комплексообразование приводило к более чем двукратному снижению оптоакустического отклика.

Avdoshin E.S. «A laser interferometer for measuring acoustic pressure in a gas» Приборы и техника эксперимента, 34, № 4, с. 156-160 (1991)

A design of a light guide acoustic radiometer based on a two-channel optical gas-filled interferometer where laser radiation modulation is performed by acoustic pressure on a gas is described. The accuracy of measuring acoustic pressure in the range 20–15 dB is 0.2%. Interferometer optical elements are combined in a common casing, where the measurement of phase difference of measuring and reference channels is done in case, when membrane vibrations take place due to the acoustic pressure. Practically the radiometer is not susceptible to vibrations.

Dyachok Ya.I., Onufriev A.V., Yakubovskij M.I. «Acoustooptical analyzer of radiosignal spectra» Приборы и техника эксперимента, 34, № 5, с. 202-203 (1991)

An analyzer is designed for analyzing both continuous and impulse signals in a wide frequency range. The analyzer fields of application are: development of wide-band spectra analyzers to study on different physical processes, radioastronomy investigations, development of panning radioreceivers operating in real time scale. The analyzer is connected in the spatial integrating circuit and comprises optical radiation source, prismatic optical beam shaper, acoustooptical modulator, Fourier long-focal length lens, photoreceiver, read-out and signal processing circuit.

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.

Мороков Е.С., Левин В.М. «Принципы визуализации тонких цилиндрических рассеивателей в импульсной акустической микроскопии» Акустический журнал, 71, № 4, с. 534-543 (2025)

Одной из областей применения длиннофокусных высокочастотных ультразвуковых пучков является визуализация объемной микроструктуры материалов. Визуализация микроструктуры в акустической микроскопии в режиме на отражение обеспечивается за счет регистрации сигналов при отражении или рассеянии ультразвукового пучка на элементах внутренней структуры. Одними из элементов могут выступать акустически жесткие тонкие цилиндрические рассеиватели. Радиус тонких цилиндрических элементов существенно меньше размера фокального пятна зондирующего пучка, поэтому все тонкие элементы малого диаметра отображаются на акустических изображениях с одинаковым размером, равным диаметру фокального пятна. Для оценки размеров тонких цилиндрических элементов, видимых на изображениях, предлагается теоретических подход, описывающий формирование амплитуд выходных сигналов при взаимодействии фокусированного ультразвукового пучка с тонкими цилиндрическими элементами структуры. Аналитическое описание взаимодействия учитывает радиус элемента и чувствительности приемной акустической системы. Учитывая параметры излучателя/приемника и геометрию цилиндра, решается обратная задача по оценке размера рассеивателя в зависимости от принимаемого сигнала. Теоретический подход экспериментально подтверждается при визуализации тонких полимерных волокон с применением сканирующего импульсного акустического микроскопа и акустических линз на частотах 50 и 200 МГц, формирующих фокусированные пучки разной геометрии. По результатам сопоставления экспериментальных данных и теоретических расчетов делается вывод о применимости описанного аналитического подхода в рамках допущений и приближений для длиннофокусных пучков c малоугловой апертурой при оценках минимальных размеров цилиндрических рассеивателей видимых в акустической микроскопии.

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.

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%.