Лазерная термооптическая генерация звука в жидкости со свободной поверхностью

• Автор: Лямшев, Михаил Леонидович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 147 c. : ил

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕРМООПТИЧЕСКОМУ ВОЗБУЖДЕНИЮ ЗВУКА В ЖИДКОСТИ
ГЛАВА II. ОСОБЕННОСТИ ЛАЗЕРНОЙ ТЕРМООПТИЧЕСКОЙ ГЕНЕРАЦИИ ЗВУКА В ЖИДКОСТИ СО СВОБОДНОЙ
ГРАНИЦЕЙ
§ 2.1. Постановка задачи
§ 2.2. Методика реализации г исследования лазерных;• термооптических источников звука
§ 2.3. Описание экспериментальной установки
ГЛАВА III.ГЕНЕРАЦИЯ ЗВУКА В ЖИДКОСТИ ПРИ РАЗМЧНЫХ
ТИПАХ МОДУЛЯЦИИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
§ 3.1. Теория термооптического возбуждения звука
в жидкости при различных типах модуляции
лазерного излучения
§ 3.2. Экспериментальное исследование акустических полей, генерируемых в жидкости периодической последовательностью лазерных импульсов
§ 3.3. Исследование термооптического возбуждения звука в жидкости частотно-модулированной последовательностью лазерных импульсов
Глава IV. ИССЛЕДОВАНИЕ ЛАЗЕРНОЙ ТЕРМООПТИЧЕСКОЙ ГЕНЕРАЦИИ ЗВУКА В ЖИДКОСТИ С ВЗВОЛНОВАННОЙ
ПОВЕРХНОСТЬЮ
§ 4.1. Теория термооптической генерации звука в

жидкости с периодически-неровной неподвижной поверхностью
§ 4.2. Лазерная термооптическая генерация звука
в жидкости с движущейся границей
§ 4.3. Экспериментальное исследование лазерной
термооптической генерации акустических полей в жидкости с взволнованной поверхностью. .
Глава V. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ЭФФЕКТОВ ПРИ ЛАЗЕРНОЙ ТЕРМООПТИЧЕСКОЙ ГЕНЕРАЦИИ ЗВУКА В ЖИДКОСТИ СО СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ .
§ 5.1. Экспериментальное исследование зависимости эффективности термооптической генерации акустических полей от теплофизических параметров жидкости
§ 5.2. Влияние волнения поверхности жидкости на тепловой режим термооптической генерации звука
ЗАКШОЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

В настоящей диссертационной работе выполнено исследование лазерной термооптической генерации звука в жидкости со свободной гладкой и взволнованной поверхностью. Изучалось влияние на характеристики возбуждаемых акустических полей таких факторов, как модуляционные характеристики лазерного излучения и параметры поверхностного волнения жидкости. Было изучено установление стационарного теплового режима лазерной термоолтической генерации звука в жидкости с учетом различных механизмов теплопередачи. Была также исследована температурная зависимость эффективности возбуждения звука, связанная с изменением теплофизических параметров жидкости.
Актуальность указанных исследований определяется как необходимостью исследования механизмов взаимодействия лазерного излучения с конденсированными средами, так и потребностью в новых источниках акустических полей для различных научных и практических применений, например, в области неразрушающего контроля или дистанционного зондирования.
Возбуждение звука при поглощении в среде электромагнитного излучения - оптоакустический эффект, было открыто в конце девятнадцатого века независимо А.Беллом, В.Рентгеном и Д. Тиндалем [і-З] . Дальнейшие исследования этого явления привели к созданию оптоакустической спектроскопии газов [4,5]
Коэффициент преобразования оптического излучения в акустическое пропорционален интенсивности света и в случае обычных оптических источников очень мал, поэтому, до появления источников света высокой интенсивности, какими являются лазеры, область

где 0 «5 ЛК I - индекс модуляции, со - частота модуляции. Тогда плотность мощности тепловых источников, возникающих в жидкости, имеет вид
= А^1(у,^еур(-^г)а1- тСов(з.г)
Такая задача была решена в работе [46] . Решение уравнения (2.3) для акустического давления при указанных условиях имеет вид
РШ) =. лупшА * (3<8)
где К- со/^ - волновое число звука, радиус-вектор точки наблюдения, П1 ~ ,
£ - - радиус-вектор точки в жидкости.
В случае, когда точка наблюдения находится на достаточно большом расстоянии от источника
Я >■> к (аЯ„ (з.4)
где Д./Ту компоненты единичного вектора ооответст-
/Л*
венно по оси лазерного пучка (ось В ) и по плоскости раздела (2 =0), реализуется дальняя волновая зона. В этом случае выражение для амплитуды давления в звуковой волне тлеет вид
т =-«**%> <з-5)
где А*? Ку9Аг - компоненты волнового вектора звука А ,
К - I/А* + + А| , Р - средняя мощность излучения,