Нелинейные эффекты при параметрическом обращении волнового фронта ультразвуковых пучков

• Автор: Клопотов, Роман Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 144 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ ОБРАЩЕНИЕ ВОЛНОВОГО
ФРОНТА В АКУСТР1КЕ. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
§1.1. Принципы формирования волны
с обращенным волновым фронтом в акустике
1.1.1. Радиоэлектронные методы ОВФ в акустике
1.1.2. Физические принципы ОВФ в акустике
1.1.3. Голографические механизмы ОВФ в акустике
1.1.4. Параметрическое ОВФ звука е твердом теле
§1.2. Обращение волнового фронта за порогом
абсолютной параметрической неустойчивости
1.2.1. Обращенная волна при запороговом ОВФ
1.2.1 Исследование свойств ультразвуковых волн с ОВФ
§1.3. Выводы
Глава 2. НЕЛИНЕЙНОЕ РАСПРОСТРАНЕНИЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКИ ОБРАЩЕННЫХ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ПУЧКОВ
ЧЕРЕЗ ФАЗОВО-НЕОДНОРОДНЫЕ СРЕДЫ
§2.1. Компенсация фазовых аберраций и автофокусировка нелинейной волны при обращении волнового фронта с усилением
2.1.1. Схема эксперимента
2.1.2. Акустические поля падающей и обращенной волны
2.1.3. Обсуждение результатов
§2.2. Оценка качества запорогового параметрического
ОВФ ультразвука
2.2.1. Схема эксперимента
2.2.2. Методика оценки качества ОВФ
2.2.3. Оценка качества ОВФ на основе двумерного сканирования
2.2.4. Оценка качества ОВФ на основе одномерного сканирования
2.2.5. Обсуждение результатов
§2.3. Выводы
Глава 3. СЕЛЕКТИВНОЕ ОВФ ГАРМОНИК ИНТЕНСИВНОЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ВОЛНЫ В ОДНОРОДНЫХ И
ФАЗОВО-НЕОДНОРОДНЫХ СРЕДАХ
§3.1. ОВФ второй гармоники интенсивной падающей волны в однородной среде
3.1.1. Численная модель на основе уравнения ХЗК
3.1.2. Схема эксперимента
3.1.3. Результаты измерений и расчетов
3.1.4. Обсуждение результатов
§3.2. Компенсация фазовых искажений и автофокусировка
при ОВФ второй гармоники падающей волны
в фазово-неоднородной среде
3.2.1. Схема эксперимента
3.2.2. Акустические поля падающей и обращенной волны
3.2.3. Обсуждение результатов
§3.3. Ультразвуковая акустоскопия в фазово-неоднородных средах
на высших гармониках
3.3.1. Схема эксперимента
3.3.2. Акустические изображения объекта
3.3.3. Обсуждение результатов
§3.4. Выводы
Глава 4. МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ОБРАЩЕННОЙ ВОЛНЫ В ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ОВФ-УСИЛИТЕЛЯХ НА МАГНИТОСТРИКЦИОННОЙ
НИКЕ ЛЬ-КОБ АЛЬТОВ ОЙ КЕРАМИКЕ
§4.1. Акустическое согласование активного элемента параметрического ОВФ-усилителя на основе магнитострикционной керамики с водой в ультразвуковом диапазоне частот
4.1.1. Требования к согласующему слою
4.1.2. Условия эксперимента
4.1.3. Акустические поля падающей и обращенной волны
4.1.4. Динамика параметрической ОВФ-системы
4.1.5. Обсуждение результатов
§4.2. Возможность повышения эффективности магнитоупругого взаимодействия в ОВФ-элементе на основе №Ее204 за счет выбора температурно-полевого режима
4.2.1. Схема эксперимента
4.2.2. Экспериментальные результаты
4.2.3. Обсуждение результатов
§4.3. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Приложение 1. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
ЗАПОРОГОВОГО ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО ОВФ
Приложение 2. ОПИСАНИЕ
НЕОДНОРОДНОГО ФАЗОВОГО СЛОЯ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

выравнивания угловой характеристики был достигнут, но потери на отражение и прохождение звука, внесенные фазовой пластиной, оказались велики. Эффективным оказался метод рифления входной поверхности самого активного элемента усилителя, рассмотренный в работе [116]. С его помощью удалось выровнять угловую характеристику в диапазоне углов ±15° с максимальной величиной усиления. На ОВФ-элементах с рифленой поверхностью проводились все эксперименты по исследованию структуры акустических полей с обращенным волновым фронтом в рамках данной диссертационной работы.
1.2.1 Исследование свойств ультразвуковых волне ОВФ
Успехи развития методов параметрического ОВФ на магнитострикционной керамике позволили перенести внимание с исследований механизмов ОВФ ультразвука на изучение свойств волн с параметрически обращенным фронтом. Наиболее ярким проявлением эффекта ОВФ является самонацеливание (автофокусировка) обращенных пучков на рассеивающие объекты. Автофокусировка импульса, обращенного во времени радиоэлектронным способом, исследовалась в работе [117]. Самонацеливание параметрически обращенных ОВФ-пучков впервые было реализовано в работах [118-120]. В качестве рассеивающего объекта в работе [118] использована погруженная в воду стеклянная полусфера диаметром 10 мм. Ультразвуковые пучки падающей и обращенной волн были визуализированы лазерно- стробоскопическим методом. В работе [119] демонстрируется эффект автофокусировки на случайные движущиеся рассеиватели, в качестве которых использовались всплывающие в воде пузырьки воздуха. В [121] теоретически рассматриваются особенности самонацеливания звука на движущиеся объекты.
В последнее время много внимания уделяется исследованию прикладных возможностей ОВФ ультразвука. Возможности использования ОВФ в акустической микроскопии исследуются в работах [122, 124], где