Лазерная оптоакустическая диагностика поглощения света и звука тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.21, доктор физико-математических наук Карабутов, Александр Алексеевич

• Карабутов, Александр Алексеевич
• доктор физико-математических наук
• 1997

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Карабутов, Александр Алексеевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СОБСТВЕННЫХ АКУСТИЧЕСКИХ И ТЕПЛОВЫХ ВОЛН В ЛИНЕЙНОМ АКУСТИЧЕСКОМ

ПРИБЛИЖЕНИИ

§1.1. Связанная задача термоупругости в вязкой

теплопроводящей среде

§1.2. Малые параметры в связанной задаче термоупругости

§1.3. Переход связанных акустических и тепловых волн

через границу раздела сред

ГЛАВА 2. ТЕРМООПТИЧЕСКОЕ ВОЗБУЖДЕНИЕ ЗВУКА НЕПОДВИЖНЫМ ЛАЗЕРНЫМ ЛУЧОМ.

МЕТОД ПЕРЕДАТОЧНЫХ ФУНКЦИЙ

§2.1. Термооптическое возбуждение плоских акустических волн в

жидкости

§2.2. Термооптическое возбуждение трехмерных акустических

полей в жидкости

§2.3. Лазерное возбуждение продольных волн в теплопроводящем

твердом теле

§2.4. Термооптическое возбуждение трехмерных акустических

полей в твердом теле

Рисунки к главе 2

ГЛАВА 3. НЕЛИНЕЙНЫЕ, ДИССИПАТИВНЫЕ И ДИФРАКЦИОННЫЕ ЭФФЕКТЫ ПРИ ЛАЗЕРНОМ ВОЗБУЖДЕНИИ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН

§3.1. Влияние тепловой нелинейности на лазерное возбуждение

звука

§3.2. Влияние акустической нелинейности на лазерное

возбуждение звука

§3.3. Нелинейная, диссипативная и дифракционная

трансформация акустических видеоимпульсов

Рисунки к главе 3

ГЛАВА 4. ЛАЗЕРНОЕ ВОЗБУЖДЕНИЕ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН

В ДВИЖУЩИХСЯ СРЕДАХ

§4.1. Метод фазовой плоскости

§4.2. Возбуждение акустических волн движущимся лазерным

лучом в идеальном газе

§4.3. Акустические волны конечной амплитуды в

околозвуковой области течения сжимаемого газа

Рисунки к главе 4

ГЛАВА 5. ЛАЗЕРНАЯ ОПТОАКУСТИЧЕСКАЯ ТОМОГРАФИЯ

ПОГЛОЩЕНИЯ СВЕТА

§5.1. Обзор работ по оптоакустической томографии

поглощения света

§5.2. Элементарная теория оптоакустической томографии

§5.3. Генерация звука на поглощающих включениях

§5.4. Восстановление распределения поглощения света

§5.5. Импульсный оптоакустический эффект в

фотографических эмульсиях

Рисунки к главе 5

ГЛАВА 6. ОПТОАКУСТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

ПОВЕРХНОСТНОГО ПОГЛОЩЕНИЯ СВЕТА

§6.1.Исследование поглощения света гладкими

поверхностями

§6.2.Динамический сдвиг точки кипения металла при

лазерном воздействии

§6.3.Резонансное возбуждение поверхностных

электромагнитных волн на дифракционных решетках

в ИК-диапазоне: аномалии поглощения и отражения

§6.4.Аномалии Вуда в тепловом излучении

металлических дифракционных решетках

Рисунки к главе 6

ГЛАВА 7. ШИРОКОПОЛОСНАЯ АКУСТИЧЕСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ НЕОДНОРОДНЫХ КОНДЕНСИРОВАННЫХ СРЕД С ЛАЗЕРНЫМ

ИСТОЧНИКОМ УЛЬТРАЗВУКА

§7.1. Широкополосный акустический спектрометр

с лазерным источником ультразвука

§7.2 Исследование поглощения ультразвука в

коллоидных растворах

§7.3. Исследование затухания продольных

ультразвуковых волн в поликристаллических

материалах

§7.4. Термооптический генератор широкополосных

импульсов сдвиговых волн

§7.5. Исследование затухания сдвиговых ультразвуовых

волн в металлах

§7.6. Широкополосная акустическая диагностика

слоистых композиционных материалов

§7.7. Прямое наблюдение формирования ударного

фронта акустической волны в твердом теле

Рисунки к главе 7

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Лазерная оптоакустическая диагностика поглощения света и звука»

ВВЕДЕНИЕ.

В настоящей диссертации приводятся результаты исследований автора, полученные в 1975-1996 г.г. на физическом факультете МГУ им. М.В.Ломоносова. Диссертация содержит решение комплекса теоретических и экспериментальных проблем, связанных с использованием оптоакустического эффекта для исследования поверхностного и объемного поглощения света, объемного и поверхностного затухания ультразвука.

В работе обоснована применимость модели несвязанной задачи термоупругости для описания лазерного термооптического возбуждения ультразвука, развита теория термооптического возбуждения ультразвука неподвижным и движущимся с трансзвуковой скоростью лазерным лучом, с учетом тепловой и акустической нелинейности, при конечных размерах луча, в идеальной и в диссипативной средах. Развита теория термооптического возбуждения звука в микронеоднородных средах и решается задача реконструкции распределения интенсивности света в среде по временной форме оптоакустического сигнала. Развит оптоакустический метод исследования поглощения света реальными поверхностями и исследовано взаимодействие излучения среднего ИК диапазона с периодическими металлическими поверхностями. Созданы лазерные источники "стандартных" ультразвуковых импульсов и с их помощью исследовано затухание продольных и поперечных волн в различных микронеоднородных материалах (металлах и сплавах, керамиках, композитах и т.п.) в широкой полосе частот.

Актуальность исследований обусловлена принципиально новыми возможностями, которые дает лазерная оптоакустика в исследованиях текущего состояния вещества. Начало работы совпало с бурным развитием

лазерной фото- и оптоакустики. Предложенная Розенцвайгом и Гершо в 1973 г. модификация метода фотоакустической спектроскопии, позволившая исследовать спектры поглощения света в конденсированных средах, дала основу широкому классу работ по фотоакустической спектроскопии. Использование газомикрофонной регистрации фотоакустического сигнала позволяет, однако, исследовать только приповерхнстные слои вещества на глубинах порядка длины диффузии тепла. Для иследования более глубоких слоев необходимо использовать прямую регистрацию оптоакустического синала.

Важное значение для развития работ по лазерной оптоакустике в СССР имела публикация в 1973 г. обзора Ф.В.Бункина и В.М.Комиссарова, содержащего анализ первых исследований в этой области. Усилиями ученых Акустического института, ФИАН, Московского государственного университета была создана теория оптоакустического эффекта в жидкостях и твердых телах, проведены экспериментальные исследования, подтверждающие правильность теоретических моделей. Полученные результаты явились основой нового направления - лазерной оптоакустической диагностики.

В фотоакустической спектроскопии информацию о поглощении света средой получают из зависимости амплитуды и фазы осцилляций температуры при облучении ее периодически модулированным световым потоком. Поэтому для нахождения трехмерной картины распределения источников тепла в среде (связанных с поглощением света) необходима регистрация сигнала в широкой полосе частот модуляции, что не позволяет производит измерения в реальном масштабе времени. В отличие от нее при импульсном лазерном облучении исследуемой среды и регистрации возбуждаемых при этом акустических сигналов с высоким временным

разрешением возможно исследование распределения поглощения и неоднородностей среды буквально за один лазерный импульс.

Для реализации этой возможности необходимо найти связь временной формы возбуждаемого акустического сигнала с распределением поглощения света в среде и формой лазерного импульса; необходимо решить обратную задачу восстановления распределения поглощения света по форме оптоакустического сигнала; решить проблему адекватной регистрации широкополоных акустических сигналов. Эти задачи и решаются в настоящей диссертации.

Оптоакустическое исследование неоднородных сред в последнее время привлекает все большее внимание в связи с проблемами диагностики биологических сред и тканей. Этот метод, наряду с методами, основанными на рассеянии света, представляется наиболее перспективным для диагностики оптических неоднородностей тканей in vivo. Более того, пропорциональность оптоакустического сигнала коэффициенту поглощения света делает этот метод уникальным для диагностики этого параметра в сильно рассеивающих свет средах, коими являются биологические ткани.

Оптоакустический сигнал появляется практически при любом взаимодействии импульсного лазерного излучения со средой. Поэтому представляется вполне естественным использовать этот канал для получения информации о динамике взаимодействия лазерного излучения с поглощающей средой. При традиционных оптоакустических измерениях регистрируется только амплитуда оптоакустического сигнала, что позволяет судить только об интегральной величине поглощенной энергии. Преимуществом оптоакустического метода, при этом остается оперативность получения информации о поглощении излучения поверхностью, в том числе и рифленой, эффективность измерений при относительно малом (по

сравнению с коэффициентами отражения и рассеяния) коэффициенте поглощения света.

С другой стороны регистрация оптоакустических импульсов с высоким временным разрешением позволяет исследовать процесс поглощения лазерного импульса и изменения фазового состояния вещества в его динамике. Это дает уникальную возможность исследовать фазовые состояния вещества при высоких давлениях и температурах в лабораторных условиях, исследовать метастабильные короткоживущие состояния вещества.

Термооптическое возбуждение ультразвука дает уникальную возможность возбуждать короткие и мощные акустические импульсы легко контролируемым образом. Они могут быть эффективно использованы для целей широкополосной акустической спектроскопии и неразрушающего контроля. Обычно, однако, эффективность возбуждения ультразвука лазерным излучением в конструкционных материалах невелика. Поэтому было необходимо разработь специальные термооптические источники "стандартных" акустических импульсов и отладить методику регистрации широкополосных акустических сигналов.

Пелью работы являлась разработка методов лазерной оптоакустической диагностики поглощения света и ультразвука в неоднородных средах.

Задачи исследования:

• теоретически и экспериментально исследовать термооптическое возбуждение ультразвука в неоднородных средах, исследовать связь распределения поглощения света и временной формы возбуждаемого оптоакустического сигнала;

• исследовать взаимодействие излучения среднего ИК-диапазона с

металлическими рифлеными поверхностями;

• разработать метод и создать аппаратуру для широкополосной акустической спектроскопии с лазерными термооптическими источниками ультразвука;

• исследовать затухание продольных и сдвиговых акустических волн в конструкционных материалах.

Научная новизна и практическая ценность работы.

1. Создан комплекс широкополосного оптоакустического спектрометра с лазерными источниками ультразвука, предназначенный для исследования затухания ультразвука в неоднородных материалах в полосе частот 1-100 МГц при амплитудах импульсов давления от 1 кПа до 10 Мпа в реальном масштабе времени.

2. Впервые методом фазовой плоскости исследованы нестационарные трансзвуковые течения сжимаемого газа, решена аналитически задача об акустической проводимости критического сечения.

3. Впервые оптоакустическим методом исследовано поглощение ИК излучения периодическими металлическими поверхностями и обнаружена макроскопическая трансформация распределения интенсивности в зеркально отраженном от металлической дифракционной решетки световом пучке в условиях проявления аномалий Вуда.

4. Впервые предсказана и экспериментально обнаружена анизотропия теплового излучения металлических дифракционных решеток, связанная с аномалиями Вуда.

5. Впервые разработана методика широкополосной акустической спектроскопии сдвиговых волн в диапазоне частот 1-40 МГц с использованием лазерных источников ультразвука.

6. Развита лазерная оптоакустическая методика измерения распределения

поглощения света в неоднородных средах.

7. Предложен метод исследования динамики кипения металлов при импульсном лазерном нагреве их зажатой поверхности, позволяющий достичь температур и давлений, практически недоступных при квазистационарном нагреве, в том числе близких к критическим.

На защиту выносятся следующие результаты и положения:

1. Метод передаточных функций для решения задачи термооптического возбуждения звука неподвижным лазерным лучом.

2. Результаты теоретического анализа термооптического возбуждения звука движущимся с трансзвуковой скроростью лазерным лучом.

3. Экспериментальная методика широкополосной оптоакустической спектроскопии продольных и сдвиговых волн с лазерными термооптическими источниками ультразвука.

4. Лазерная оптоакустическая методика исследования распределения поглощения света в неоднородных средах.

5. В условиях проявления аномалий Вуда наблюдается макроскопическая трансформация распределения интенсивности света в зеркально отраженном пучке, угловой спектр которого шире вудовского резонанса решетки; трансформация обусловлена интерференцией электромагнитных волн, отраженных как от плоской поверхности, с волнами, порожденными переассеянием ПЭВ в нулевой порядок дифракции.

6. Тепловое излучением металлических дифракционных решеток анизотропно; наблюдаются максимумы спектральной интенсивности излучения, связанные с резонансным перессеянием волн на периодическом рельефе.

7. Результаты оптоакустической диагностики затухания ультразвука в микронеоднородных средах - металлах, керамиках, композитах.

8. Результаты оптико-акустического исследования поглощения света в неоднородных средах - магнитных жидкостях, фотографических эмульсиях.

9. Методика и результаты оптоакустического исследования фазового состояния вещества при импульсном лазерном нагреве.

Апробация работы. Основные результаты исследований, представленные в диссертации, докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры общей физики и волновых проецссов, кафедры акустики физического факультета МГУ им.М.В.Ломоносова, семинарах Института спектроскопии РАН, НИЦТЛ РАН, Всесоюзных конференциях по когерентной и нелинейной оптике (Тбилиси, 1976 г., Ереван, 1982 г., Минск, 1988 г., Ленинград 1991 г.), Всесоюзных акустических конференциях (Москва, 1977, Москва, 1983 г., Москва, 1991 г.), Всесоюзных конференциях по нерезонансному взаимодействию излучения с веществом (Ленинград, 1981 г., Вильнюс 1984 г., Ленинград, 1090 г.), Международных симпозиумах по нелинейной акустике (Москва, 1975 г., Лидс, 1981 г., Новосибирск, 1987 г.), Международных симпозиумах по инфракрасной физике (Цюрих, 1988 г., Аскона, 1994 г.), конференциях по биомедицинской оптике (Сан Хосе, 1995 г., 1996 г., Барселона, 1996 г.), Международных конференциях по неразрушающему контролю (Санкт-Петербург, 1993 г., Москва, 1995 г., 1996 г.) и других.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 75 научных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения и списка цитированной литературы. Диссертация содержит 363 страниц машинописного текста, включая 7 таблиц, 94 рисунка и список цитируемой литературы из 205 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность и выбор направления исследования, формулируется цель и задачи диссертационной работы. Здесь же приводятся основные положения диссертации, выносимые на защиту, и дается краткая аннотация результатов, изложенных в последующих главах.

В первой главе рассматривается связанная задача термоупругости для вязкой теплопроводящей среды. Она имеет в основном методический характер и обосновывет применимость используемой в дальнейшем модели несвязанной задачи термоупругости для описания термооптического возбуждения ультразвука. В линейном акустическом приближении получены дисперсионные соотношения для связанных волн потенциала колебательной скорости и энтропии. Показано, что термоупругая связь акустических и энтропийных возмущений приводит к перенормировке волнового вектора энтропийной волны и добавке к мнимой части волнового вектора акустической волны. С учетом этих изменений возмущения энтропии и акустические возмущения могут быть разделены во всем диапазоне частот адиабатического распространения ультразвука. Для конденсированных сред это соответствует всему диапазону ультразвуковых частот вплоть до единиц гигагерц. Более того, в области более высоких частот (при переходе от адиабатического к изотермическому распространению акустической волны) модель диффузионного уравнения Фурье для поля температуры уже выходит за рамки своей применимости.

В §1.2 рассмотрены три типа энтропийной волны, вызываемой акустической волной. В идеальной среде возмущение энтропии кубично по числу Маха акустической волны и может давать заметный вклад в возмущение энтропии только для очень мощных акустических возмущений

(для чисел Маха более 0.01). Поэтому в подавляющем большинстве задач импульсной оптоакустики этим нелинейным вкладом можно пренебрегать.

Вязкостью среды обусловлена квадратичная по числу Маха волны составляющая возмущения энтропии. Она не приводит к распространяющемуся по среде возмущению энтропии, а имеет вид постоянному (или медленно изменяющемуся) распределению энтропии в объеме, занятом волной. Однако для сильно вязких жидкостей (при больших значениях числа Прандтля) это изменение энтропии может превышать амплитуду волны энтропии.

Волна энтропии, линейно связанная с акустической волной определяется термоупругой связью этих возмущений, относительная амплитуда которой зависит от теплофизических параметров среды (таких как коэффициент теплового расширения, теплоемкость и температуропроводность) и также является малой во всем диапазоне ультразвуковых частот. Поэтому во всем ультразвуковом диапазоне частот для анализа термооптического возбуждения ультразвука может быть использовано приближение несвязанной задачи термоупругости, когда амплитуда энтропийной волны определяется независимо от акустической (с учетом перенормировки волнового вектора). В свою очередь задача сводится к анализу возбуждения ультразвука вынужденной волной энтропии.

Влияние вязкости среды, а также термоупругой связи акустической и энтропийной волн на прохождение возмущений через границу раздела сред рассмотрено в §1.3. Показано, что поправками, определяемыми связью акустических и тепловых волн можно в большинстве случаев пренебречь. Полученные уравнения и граничные условия легли в основу модели термооптического возбуждения ультразвука лазерным излучением.

Глава 2 посвящена развитию метода передаточных функций для

задачи термооптического возбуждения ультразвука в жидкостях и твердых телах. Рассмотрен общий случай контакта теплопроводящих прозрачной и поглощающей сред при произвольном соотношении тепловых активностей и акустических импедансов контактирующих сред. Показано, что спектр энтропии есть взвешенная сумма спектров при теплоизолированной и термофиксированной поверхности, где в качестве веса выступает отношение тепловых активностей сред.

Для неподвижных (движущихся со скоростью, много меньшей скоростей акустической и тепловой волн) источников тепла (распределении интенсивности света по объему поглощающей среды) спектр модуляции температуры всегда пропорционален временному спектру интенсивности греющего излучения. Коэффициент их пропорциональности определяется пространственным спектром распределения источников тепла и характеристиками сред.

В §2.1 рассматривается термооптическое возбуждение плоских акустических волн. Показано, что вне области действия тепловых источников существуют только бегущие ультразвуковые волны, спектр которых пропорционален спектру модуляции интенсивности греющего излучения. Коэффициент пропорциональности, называемый передаточной функцией термооптического возбуждения ультразвука, определяется пространственным распределением источников тепла и отношением акустических импедансов прозрачной и поглощающей сред. Показано, что спектр возбуждаемой акустической волны при импедансной границе есть взвешенная сумма спектров волн, возбуждаемых при жесткой и свободной границах, причем в качестве веса выступает отношение акустических импедансов.

Рассчитаны передаточные функции термооптического возбуждения

ультразвука в поглощающей и прозрачной средах, при объемном и поверхностном поглощении света. Обсуждаются временные формы акустических импульсов, возбуждаемых при различных условиях. Так, например, показано, что временная форма акустического импульса, возбуждаемого при свободной границе, есть производная от временной формы акустического сигнала, возбуждаемого при жесткой границе. Поэтому для нахождения формы волны в случае произвольного импеданса границы достаточно найти форму акустического сигнала, возбуждаемого при жесткой границе.

В §2.2 рассмотрено возбуждение трехмерных акустических полей в жидкости. Необычность термооптических источников ультразвука (бестелесных трехмерных широкополосных источников) делала эту проблему особенно актуальной в первый период (1973-1980 г.г.) создания теории термооптического возбуждения ультразвука в жидкости. В работе показано, что, как и в случае плоских волн, форма импульса при импедансной границе есть взвешенная сумма их форм при жесткой и импедансной границах, а также рассчитаны передаточные функции термооптического возбуждения ультразвука лазерным пучком конечной апертуры при произвольном распределении поглощения света по глубине. Показано, что передаточная функция факторизуется на продольную (определяемую глубиной проникновения света) и поперечную (определяемую поперечным распределением света) части. Первый из них совпадает с передаточной функцией в плоском случае (рассмотренной в §2.1), взятой от осевой части волнового вектора возбуждаемой волны. Второй есть пространственный спектр поперечного распределения интенсивности света, взятой при значении поперечной компоненты волнового вектора возбуждаемой волны.

Проанализированы формы волны при различных соотношениях частот, ограничивающих временной и пространственные спектры волны. Показано, что эффективно "озвучивается" только конус вблизи оси лазерного пучка с углом раскрыва 80 = агсщ(2/аа) . Рассмотрены формы акустических импульсов, возбуждаемые при различных соотношениях параметров термооптического преобразования. Представлены диаграммы эффективности возбуждения ультразвука в различные углы излучения при различных соотношениях глубины проникновения света и ширины пучка.

Термооптическому возбуждению ультразвука в теплопроводящем твердом теле посвящен §2.3. Получена система уравнений и граничных условий на границе раздела твердых прозрачной и поглощающей сред для компонент скалярного и векторного потенциалов колебательной скорости ультразвуковых волн, возбуждаемых лазерным излучением в этих средах. Рассчитаны передаточные функции термооптического возбуждения ультразвука в этом случае. Введен единственный параметр, характеризующий возможность сильного проявления теплопроводности в области частот эффективного термооптического возбуждения ультразвука. Рассчитаны формы акустических импульсов, возбуждаемых при жесткой и свободной границах теплопроводящей среды при поверхностном поглощении света. Показано, что повышение эффективности термооптического возбуждения ультразвука в этом случае связано с механической нагрузкой поглощающей поверхности прозрачной средой. Это объясняет известный экспериментальный факт увеличения амплитуды возбуждаемой лазером акустической волны при наличиии слоя прозрачной жидкости на поглощающей металлической поверхности.

Термооптическому возбуждению трехмерных акустических полей в твердом теле посвящен §2.4. Основное внимание уделяется расчету

спектральных передаточных функций термооптического возбуждения поверхностных акустических волн (ПАВ). Показано, что теплопроводность поглощающей среды не влияет на эффективность термооптического возбуждения ПАВ. В случае поверхностного поглощения света и короткого лазерного импульса передаточная функция термооптического возбуждения ПАВ определяется пространственным спектром распределения интенсивности света по пятну.

В главе 3 используется поэтапный анализ нелинейной, диссипативной и дифракционной трансформации акустических видеоимпульсов, возбуждаемых при поглощении лазерного излучения. Тепловой нелинейностью называются процессы, связанные с изменением в процессе лазерного нагрева теплофизических параметров среды. К ним относятся в первую очередь изменения коэффициента теплового расширения среды, коэффициента поглощения света поверхностностью,

температуропроводности среды. В §3.1 описываются особенности термооптического возбуждения ультразвука при изменении с температурой в процессе лазерного нагрева коэффициента теплового расширения среды. Этот тип тепловой нелинейности особенно важен при термооптическом возбуждении ультразвука в воде (для которой коэффициент теплового расширения практически линейно изменяется с температурой среды по Цельсию) и в органических жидкостях. Введен безразмерный параметр, характеризующи степень проявления тепловой нелинейности и рассчитаны временные формы оптоакустических сигналов, возбуждаемых при различных интенсивностях накачки и начальных температурах среды. Показано, что тепловая нелинейность как правило повышает эффективность возбуждения ультразвука и приводит к подчеркиванию хвостовой части сигнала.

В §3.2 численным экспериментом показано, что акустическая нелинейность термооптически возбуждаемой волны может быть учтена в рамках модельного неоднородного уравнения Бюргерса. В области термооптического возбуждения ультразвука можно пренебречь встречным взаимодействием возбуждаемых волн и анализировать лишь волну, распространяющуюся вглубь поглощающей среды при возбуждении ее модифицированным с учетом акустического импеданса границы распределением тепловых источников. Практически акустическая

нелинейность сказывается только при свободном распространении возбуждаемого акустического возмущения.

Нелинейная, диссипативная и дифракционная эволюция акустических видеоимпульсов рассматривается в §3.3. Показано, что для описания этих процессов применим поэтапный подход, когда сначала решается линейная задача возбуждения термооптического сигнала (например методом передаточных функций, описанным в гл.2). На втором этапе профиль возбуждаемой распространяющейся волны (вне области локализации источников тепла) задается в качестве граничного условия асимптотической задачи эволюции акустического возмущения под действием акустической нелинейности, диссипации и диффракции. Проанализированы изменения временной формы оптоакустических сигналов, возбуждаемых при жесткой и свободной границах, определяемые этими • процессами. Получены безразмерные параметры подобия, определяющие сравнительную эффективность каждого из названных процессов.

В частности, показано, что в приосевом приближении форма акустического импульса при переходе из ближней в дальнюю диффракционную зону изменяется на ее производную; что при больших

числах Рейнольдса дисспация существенна только вблизи формирующихся фронтов акустических видеоимпульсов; асимптотическая форма оптоакустического сигнала в нелинейной диссипативной среде при жесткой границе определяется автомодельным решением уравнения Бюргерса.

В главе 4 анализируется синхронное возбуждение акустических возмущений (в первую очередь в газах) лазерным лучом, движущимся с трансзвуковой скоростью. Особенностью трансзвукового течения сжимаемого газа является наличие областей как локально дозвукового, так и локально сверхзвукового потока. Теоретический анализ таких режимов встречает известные трудности, поскольку вблизи критических точек перехода через скорость звука уравнения стационарного течения меняет тип (от эллиптического к параболическому), а теория возмущения дает расходящиеся решения.

Нестационарная нелинейная задача о распространении акустических возмущений в трансзвуковой области течения свободна от этих недостатков. В §4.1 получено нелинейное асимптотическое уравнение типа уравнения Хохлова-Заболотской, позволяющее описать возбуждение возмущений движущимися с трансзвуковой скоростью источниками в вязком сжимаемом газе в приосевом (квазиоптическом) приближении. В частности, оно применимо при описании возбуждения акустических возмущений лазерным лучом конечных размеров, движущимся с трансзвуковой скоростью.

Для решения этой задачи в §4.2 предлагается метод фазовой плоскости, позволяющий проследить за трансформацией формы акустической волны при ее распространении в критической области (на примере задачи возбуждения акустической волны плоским лазерным лучом, движущимся с трансзвуковой скоростью). Показано, что исходный профиль акустической волны можно рассматривать как континуум точек,

движущихся независимо (по крайней мере до момента образования разрыва) в поле внешних сил, причем в процессе ее движения сохраняется "квазиэнергия" частицы (расход газа).

Рассмотрены различные (дозвуковой, сверхзвуковой и истинно трансзвуковой) режимы движения лазерного луча и описано формирование стационарного течения в этих случаях. Впервые получена зависимость амплитуды возбуждаемой волны от скорости движения луча с учетом ее акустической нелинейности, которая остается ограниченной при любых скоростях движения луча. Определены временные масштабы установления стационарного течения, найдены трансзвуковые параметры подобия для течений с массоподводом, энергоотбором и т.п. Показано, что масса газа, вовлекаемая в движение, не зависит от скорости движения луча и определяется только поглощенной энергией. Найдена эффективность преобразования энергии излучения в кинетическую энергию возмущения и отмечается, что синхронное возбуждение акустической волны является наиболее эффективным режимом преобразования.

Метод фазовой плоскости был в дальнейшем использован для описания возбуждения акустических возмущений движущимся лазерным лучом конечных размеров в релаксирующим газе, при равнопеременном движении луча и в других задачах. Одна из таких задач - классическая задача об акустической проводимости критического сечения сопла Лаваля -рассмотрена в §4.3. Рассматриваются две волны, - распространяющие навстречу потоку, движущемуся с околозвуковой скоростью, и по нему. Волна, движущаяся по потоку проходит через трансзвуковую область "быстро" и ее изменение за время прохождения трансзвуковой области имеет второй порядок малости. Поэтому ее изменение можно рассчитывать в рамках теории возмущений. Иначе обстоит дело с волной,

распространяющейся навстречу потоку. Скорость ее прохождения области неоднородности мала (по сравнению со скоростью звука) и воздействие истоников возмущения (например изменения сечения трубки тока) накапливается. Поэтому необходим учет акустической нелинейности при описании распространения этого типа возмущения.

В §4.3 рассматривается отражение возмущений от критического сечения, движущихся как по потоку, так и навстречу ему. Рассматривается два типа возмущений - переходный режим ("ступенька") и гармоническое -при различных скоростях потока в критическом сечении. Распространение волны навстречу потоку не вызывает заметных изменений попутных потоку возмущений; ее трансформация может быть описана методом фазовой плоскости. Показано, в частности, что искажения встречной волны носят "диодный" характер - верхний полупериод искажается много сильнее, чем нижний. Рассмотрена генерация гармоник во встречной волне и зависимость их амплитуды от режима течения в критическом сечении.

Воздействие попутной волны на встречную является чисто параметрическим - она изменяет (за счет акустической нелинейности) местную скорость распространения встречной волны, что существенно ввиду относительной медленности ее движения относительно неоднородностей потока. Задача отражения попутной волны от критического сечения рассмотрена в низкочастотном приближении (длина волны много больше протяженности трансзвуковой области), что вполне разумно с практической точки зрения. Показано, что коэффициент отражения осциллирует с частотой и может превышать единицу (за счет отбора энергии от потока). С рстом амплитуды падающей волны форма отраженной волны все больше отличается от гармонической: верхний полупериод сужается, нижний расширяется, между ними появляется пологий участок. Расчет показывает,

что с ростом амплитуды коэффициент отражения увеличивается, эффективно возбуждаются высшие гармоники волны. Форма волны качественно соответствует тем, которые наблюдаются в камерах сгорания реактивных двигателей.

Развитие оптоакустики показало, что лазерное возбуждение ультразвука интересно не только само по себе, но и как средство исследования взаимодействия лазерного излучения с веществом. В первую очередь следует говорить об исследовании поглощения света неоднородными средами с использованием оптоакустического эффекта. Это связано с тем, что амплитуда возбуждаемого акустического сигнала пропорциональна коэффициенту поглощения света. Гораздо большую информацию об "истории" поглощения света, однако, несет временная форма возбуждаемого оптоакустического сигнала. Методы, основанные на анализе временной формы оптоакустического сигнала получили назавание "динамической оптоакустической диагностики".

Один из методов динамической оптоакустической диагностики -оптоакустическая томография поглощения света рассмотрена в гл.5. В §5.1 дан обзор работ по лазерной оптоакустической томографии поглощения света и обсуждаются возможности метода. Теория формирования оптоакустического сигнала в неоднородных средах рассматривается в §5.2 и 5.3. Анализируется возможность восстановления распределения коэффициента поглощения света по форме оптоакустического сигнала в микрооднородных средах и средах, содержащих поглощающие включения. Разделяется вклад "среднего" поглощения и поглощающих включений в форму оптоакустического сигнала, возбуждаемого достаточно коротким лазерным импульсом. Обсуждается возможность и дается алгоритм измерения "среденего" поглощения и распределения сечения поглощения

точечными включениями. В частности показано, что форма акустического сигнала, возбуждаемого точечным поглощающим включением, есть производная от формы лазерного импульса.

В §5.4 описана установка лазерного оптоакустического томографа и приведены результаты исследования неоднородностей поглощения модельными неоднородными средами, содержащими поглощающие включения: вода, водный раствор хлорной меди, молоко, содержащие частицы графита и сажи, магнитные жидкости. Основу томографа составляет цифровая система регистрации акустических возмущений с временным разрешением не хуже 3.5 не (полоса частот - 1-100 МГц). Регистрация сигнала производится как в прямой (в поглощающей среде), так и в косвенной (в контактирующей с ней прозрачной среде) схеме. В прямой схеме анализируется форма фронта, в косвенной - форма спада оптоакустического сигнала. Показана возможность детектирования как отдельных поглощающих частиц, так и их скоплений, а также возможность исследования "мгновенного" распределения частиц в прозрачной, рассеивающей либо поглощающей среде.

Исследовано поглощение света в микрооднородной (но, как оказалось, макронеоднородной) среде (магнитные жидкости на основе магнетита в трансформаторном масле). Обнаружено, что вблизи поверхности магнитной жидкости имеется слой с обедненной концентрацией магнитных частиц. Толщина слоя, а также "дефект" концентрации зависят от концентарции частиц магнетита, - толщина слоя убывает с концентрацией. Определено отношение сечения поглощения света и сечения частицы магнетита. Обсуждаются возможности метода оптоакустической томографии поглощения света.

Исследовано поглощение света фотографическими эмульсиями на

длинй волны основного излучения и второй гармоники Мс1-УАС - лазера. С точки зрения оптоакустической томографии фотографические эмульсии являются и микро- и макрооднородными средами. Поскольку коэффициент рассеяния света существенно превышает коэффициент поглощения, то глубина проникновения света зависит как от первого, так и от второго. Поэтому форма оптоакустического сигнала определяется коэффициентом экстинкции и для измерения коэффициена поглощения света необходимы также абсолютные измерения амплитуды возбуждаемой акустической волны (ее величина прямо пропорциональна именно коэффициенту поглощения).

В §5.5 приведены результаты первых оптоакустических измерений коэффициентов поглощения и экстинкции света фотографическими эмульсиями в видимом и ближнем ИК-диапазоне. Оказалось, что сигнал имеет термооптический характер и влияние электрон-дырочных пар (рождение которых возможно в кристаллитах галогенидов сербра, входящих в фотоэмульсию) не существенно. Это говорит либо о малой концентрации, либо о малом (по сравнению с длительностью импульса) времени жизни последних. Установлено, что коэффициент поглощения света фотоэмульсий много меньше коэффициента рассеяния света. Более того, оказалось, что их величины не зависят от фоточувствительности эмульсии (при одинаковом составе). Коэффициент поглощения света в ближнем ИК-диапазоне много меньше его значения для видимого диапазона длин волн и центры скрытого изображения слабо сказываются на его величину. Их влияние может быть заметным только для неспецифичного для фотоэмульсии излучения. Проведенные измерения показали эффективность предложенной оптоакустической методики независимого измерения поглощения и экстинкции света.

Оптоакустический метод может быть использован не только для

исследования объемного, но и поверхностного поглощения света. Он может быть особенно эффективен для негладких поверхностей сильно рассеивающих свет. В §6.1 исследуется поглощение лазерных импульсов гладкими металлическими поверхностями и отрабатывается методика оптоакустического измерения коэффициента поглощения света поверхностью. Для металлических поверхностей, как и предполагалось, амплитуда возбуждаемых импульсов как в мишени, так и в окружающем воздухе прямо пропорциональна величине поглощенной энергии. На основе этого предложен "невозмущающий" метод измерения энергии лазерных импульсов и контроля поглощения металлических зеркал.

Акустический сигнал рождается практически всегда при воздействии импульсного лазерного излучения на поглощающую поверхность. Поэтому представляется естественным использовать его для контроля состояния поверхности в процессе лазерного воздействия. Фазовое состояние нагреваемой лазером поверхности существенным образом зависит от условий ее механического нагружения - при импульсном нагреве акустически нагруженной поверхности происходит динамический сдвиг точки фазового перехода за счет счет термоупругих напряжений. Этот эффект исследуется в §6.2 на примере ртути.

Анализ временной формы возбуждаемого импульса давления позволяет достаточно четко выявить в процессе действия лазерного импульса момент начала кипения ртути под стеклянной поверхностью, который хорошо совпадает с расчетным значением. После окончания лазерного импульса давление на поверхности определяется давлением насыщенных паров при температуре поверхности и позволяет; найти зависимость температуры от времени. Показано, что температура поверхности после окончания лазерного импульса спадает по

экспоненциальному закону и для ртути время релаксации составляет =77 ±7 т . При достаточно умеренной плотности падающей энергии 0.4 Дж/см2 удалось нагреть ртуть практически до критической точки и проследить за релаксацией фазового состояния практически до точки кипения при нормальном давлении. Предлагаемый оптоакустический метод исследования может служить основой для изучения фазовых состояний тугоплавких материалов вплоть до их критическх значений.

Существенное влияние на взаимодействие лазерного излучения с поверхностью может оказывать ее рельеф, причем уже при глубинах рельефа А « X ( X - длина волны излучения). Один из наиболее эффективных процессов на рифленой поверхности - резонансная перекачка энергии в поверхностную электромагнитную волну (ПЭВ), что приводит к резонансному росту поглощения света. Для исследования этого эффекта целесообразно использовать оптоакустический метод.

В §6.3 описано исследование взаимодействия излучения С02~лазера с иеталлическими дифракционными решетками. Были получены угловые зависимости коэффициента поглощения решеток при Б и Р поляризации излучения, На фоне слабого поглощения излучения плоской металлической поверхностью (для меди - 1.06+0.05 %) обнаружены узкие (ширина - 20+1') и резкие (коэффициент поглохцения - 93%) пики поглощения, положение которых соответствует резонансному возбуждению ПЭВ. В общем случае пик поглощения определяется сверткой углового спектра падающего излучения и резонансного фактора возбуждения ПЭВ.

Если уголовой спектр падающего излучения шире, чем резонанчный фактор резонансного возбуждения ПЭВ, то поверхность поглощает только малую часть угловых гармоник излучения, что приводит к

макроскопической трансформации распределения интенсивности по пятну в отраженном пучке. При этом поглощается малая доля энерии лазерного импульса. Показано, что распределение интенсивности света в отраженном пучке определяется интерференцией пучка, отраженного как от плоской повехности, и волны, переизлучаемой разонансно возбуждаемой ПЭВ.

Резонансное взаимодействие объемных и поверхностных электромагнитых волн на периодических поверхностях может проявляться не только в резонансном поглощении, но и в резонансном излучении электромагнитных волн. В §6.4 исследуется влияние аномалий Вуда на тепловое излучение металлических диффракционных решеток. Впервые обнаружено, что в угловой зависимости спектральной плотности теплового излучения перидических металлических поверхностей присутствуют резонансые пики, положение которых соответствует резонансному взаимодействию объемных и поверхностных волн. Наблюдаемый пик излучения определяется сверткой вудовского резонанса решетки, углового и частотного спектров регистрируемого излучения. Аналогичный резонансный пик наблюдался и в частотном спектре, излучаемом в некотором заданном направлении.

Лазерное возбуждение ультразвука может быть использовано для исследования поглощения не только света, но и ультразвука. В этом случае термооптический механизм дает возможность получать короткие мощные акустические импульсы контролируемой формы. При использовании лазеров с модуляцией добротности полоса частот, занимаемая такими акустическими сигналами, может простираться до 100 МГц. Использованию термооптических источников "стандартных" акустических импульсов в целях широкополосной акустической спектроскопии неоднородных материалов посвящена гл.7.

В §7.1 описывается широкополосный акустический спектрометр с лазерным источником ультразвука, предназанченный для исследования затухания и дисперсии скорости ультразвука в полосе частот 1-100 МГц. Система включает Кс1-УАО-лазер с модуляцией добротности, специальный широкополосный пьезоприемник на основе ниобата лития и цифровую систему регистрации и обработки сигнала. Р1змерения спектров затухания ультразвука в глицерине (квадратичная зависимость коэффициента затухани от частоты) и в оргстекле (линейная зависимость коэффициента затухания от частоты) показали работоспобность установки и метода.

Исследование поглощения ультразвука в коллоидных растворах бентонитовых глин описано в §7.2. Обнаружено, что в диапазоне частот 2-14 МГц затухание носит релаксационный характер с единственным временем релаксации. Время релаксации зависит от концентрации раствора и типа суспенззи и изменяется в пределах 10-75 не. Сила релаксационного процесса оказалась одинаковой для суспензий различных концентраций и типов.

Исследование затухания продольных ультразвуковых волн в поликристаллических материалах (металлах, сплавах, керамиках) описано в §7.3. Вид спектра затухания ультразвука позволил определить основной механизм затухания ультразвука - рассеяние его на неоднородностях структуры материала. По характерным частотам перехода от рэлеевского к стохастическому, а затем к диффузному рассеянию может быть определено распределение рассеивателей по размерам. Измеренные размеры рассеивателей в различных материалах лежали в пределах от 20 до 130 мкм и соответствовали металлографическим данным.

В §7.4 впервые предложен и реализован лазерный источник "стандартных" импульсов сдвиговых волн. Используется преобразование

продольной акустической волны в сдвиговую при ее наклонном падении на границу жидкость-твердое тело; угол падения превышает первый критический. Исследованы форма и спектр импульса сдвиговых волн, которые сравнивается с их видом в исходной продольной волне. Показано, что созданный излучатель позволяет получать сдвиговые импульсы с плоским фазовым фронтом и линейной поляризацией в полосе частот до 15 МГц.

Использование этого излучателя для спектроскопии сдвиговых волн, однако, затруднено неизбежными неконтролируемыми потерями в склейках. Поэтому в §7.5 описан метод спектроскопии сдвиговых волн с двойным преобразованием продольной волны в сдвиговую и обратно на границах иммерсионной среды и исследуемого твердого образца. В этой схеме удалось измерить затухание ультразвуковых волн в образцах дюралюминия и латуни в полосе частот вплоть до 40 МГц (для дюралюминия). Сравнение спектров затухания продольных и сдвиговых волн в этих материалах показало, что при одинковой длине волны затухание сдвиговых волн может существенно превышать затухание продольной волны (в области стохастического рассеяния); для длинных продольных и сдвиговых волн затухание близко.

Исследованию спектров затухания ультразвука в композиционных материалах при проявлении эффектов микропластическости методом широкополосной акустической спектроскопии с лазерным источником ультразвука описано в §7.6. Исследовались образцы стеклопластиковых композитов как свежих, так и прошедших ресурсные испытания. Микропластические изменения вызывались также статическим механическим нагружением образца. Измерялись спектры затухания ультразвука в ненагруженном и нагруженнлм механически участках

образцов. Обнаружены резкие пики затухания, связанные с резонансным рассеянием ультразвука на периодической структуре внутренних неоднородностей. Показано, что по частоте и ширине резонансного пика можно судить об остаточном ресурсе композита. Полученные результаты могут служить основой метода неразрушающего контроля композитных материалов по фактическому состоянию.

Термооптические источники ультразвука позволяют получать короткие и мощные акустические импульсы. Это позволяет эффективно исследовать акустические нелинейные эффекты в конденсированных средах. В §7.7 описано первое наблюдение формирования ударной акустической волны в твердом теле. Показано, что трансформация формы акустического сигнала в полиметилметакрилате по-видимому не может быть описана в рамках модели единственного акустического нелинейного параметра. Предложен оптоакустический метод измерения акустического нелинейного параметра по изменению наклона в близком к прямолинейному переходному участку профиля оптоакустического сигнала.

В Залючении кратко сформулированы основные результаты, полученные в диссертации.

Заключение диссертации по теме «Лазерная физика», Карабутов, Александр Алексеевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ,

По материалам диссертации можно сформулировать следующие основные результаты.

1. Развит метод передаточных функций для задачи термодинамического возбуждения звука.

1.1. Проанализировано взаимодействие тепловых и акустических волн в вязкой теплопроводящей среде. Показано, что во всем диапазоне частот адиабатического распространения ультразвука

Сд/х. со~ скорость звука, % - температуропроводность) можно ограничиться несвязанной задачей термоупругости.

1.2. Теоретически рассчитаны передаточные функции термооптического возбуждения звука на границе двух теплопроводящих сред. Показано, что передаточная функция термооптического возбуждения звука при импедансной границе есть взвешенная сумма передаточных функций при жесткой и свободной границах с весовым коэффициентом равным отношению акустических импедансов среды.

1.3. Показано, что спектральная передаточная функция термооптического звука есть пространственный спектр распределения температуры (модифицированный с учетом акустической нагрузки поверхности) в направлении излучения волны.

1.4. Показано, что нелинейные акустические и диссипативные процессы при термооптическом возбуждении звука могут быть учтены в рамках поэтапного подхода, в котором на первом этапе в области локализации источников решается линейная задача возбуждения звука в идеальной среде (см. п. 1.2), найденный сигнал задается в качестве граничного условия для асимптотического уравнения эволюции акустической волны в нелинейной диссипативной среде. Численным моделированием показано, что встречным взаимодействием волн в области локализации источников можно пренебречь. Проанализирована дифракционная трансформация термооптического сигнала в приосевом приближении.

1.5.Проанализировано влияние тепловой нелинейности (зависимости коэффициента теплового расширения от температуры) на форму возбуждаемых термооптических сигналов. Введен безразмерный параметр, характеризующий степень проявления тепловой нелинейности при термооптическом возбуждении звука. Предложен и экспериментально апробирован термооптический метод оперативного измерения поля температуры в среде на базе эффекта тепловой нелинейности.

2. Разработан метод фазовой плоскости для анализа возбуждени акустических волн конечной амплитуды движущимися источниками.

2.1. Исследовано термооптическое возбуждение звука движущимся с околозвуковой скоростью лазерным лучом. Найден безразмерный параметр подобия, характеризующий этот процесс. Исследована зависимость максимальной амплитуды возбуждаемой волны от скорости движения луча. Описан процесс установления стационарного течения при различных режимах движения луча -дозвуковом, сверхзвуковом и трансзвуковом.

2.2. Решена задача об акустической проводимости сопла Лаваля. Исследована зависимость коэффициента отражения волны от критического сечения для волн, распространяющихся по потоку и навстречу ему. Показано, что акустическая проводимость имеет нелинейный характер, а коэффициент отражения от критического сечения малых возмущений осциллирует с частотой.

3. Предложен метод оптоакустической томографии поглощения света в рассеивающих средах.

3.1. Развита теория оптоакустического эффекта в рассеивающих средах. Предложен метод независимого измерения коэффициента поглощения и экстинкции света в макрооднородных средах. Предложен и экспериментально обоснован оптоакустический метод измерения распределения поглощения света в макронеоднородных средах, основанный на термооптическом возбуждении звука коротким лазерным импульсом и регистрации возбуждаемого акустического сигнала с высоким временным разрешением.

3.2. Экспериментально исследовано поглощение света в магнитных жидкостях. Обнаружено уменьшение концентрации частиц магнетита у поверхности. Толщина обедненного слоя уменьшается пропорционально квадратному корню концентрации , а поглощение света растет пропорционально концентрации частиц магнетита. Определено альбедо частиц в магнитной жидкости.

3.3. Методом импульсной оптоакустической томографии исследовано поглощение света в фотографических эмульсиях на длинах волн О.бЗмкм и 1.06мкм. Обнаружено, что коэффициент поглощения и экстинции света не зависит от чувствительности фотоэмульсии. Показано, что влияние центров скрытого изображения на оптические характеристики фотоэмульсий незначительно.

4. Предложен импульсный оптоакустический метод исследования поверхностного поглощения света.

4.1. Исследовано поглощение света гладкими металлическими поверхностями с помощью импульсного оптоакустического эффекта. Предложен импульсный оптоакустический метод измерения коэффициента поглощения металлических зеркал особенно эффективный при близких к единице коэффициентах отражения света.

4.2. Исследовано поглощение света металлическими поверхностями с периодическим рельефом. Обнаружены резкие (с коэффициетном полощения близким к единице) и узкие (с угловой шириной ~ 20' ) пики поглощения ИК излучения связаные с резонансами Вуда как при Р - поляризации, так и при ¿'-поляризации излучения. Обнаружено разделение этих пиков при повороте штрихов рифления поверхности относительно плоскости падения. Предложен метод исследования углового и пространственного спектров ИК-излучения по поглощению света оптимизированными металлическими решетками.

4.3. Исследована трансформация пятна отраженного от металлической дифракционной решетки ИК-излучения в условиях проявления резонансов Вуда. Обнаружены светлые и темные полосы, расположенные перпендикулярно направлениям резонансно возбуждаемых поверхностных электромагнитных волн и связано с интерференцией зеркально отраженной и переизлучаемой ПЭВ волнами.

4.4. Впервые обнаружена анизотропия теплового излучения металлических дифракционных решеток, связанная с резонансами Вуда. Показано, что тепловое излучение металлических дифракционных решеток в заданном направлении носит резонансный по частоте волны характер.

4.5. Исследовано динамическое смещение точки кипения металлов при импульсном лазерном облучении зажатой поверхности. Обнаружено, что релаксация температуры перегретого состояния происходит по экспоненциальному закону и измерено время релаксации для ртути. Предложен импульсный оптоакустический метод исследования кривых фазового равновесия.

5. Разработан метод широкополосной акустической спектроскопии продольных световых волн с лазерным источником ультразвука.

5.1. Исследовано затухание ультразвука в коллоидных растворах бентонитовых глин. Обнаружено, что затухание носит релаксационный характер. Измерены время релаксации и "сила" релаксационного процесса. Обнаружено, что время релаксации убывает с концентрацией раствора по степенному закону, а "сила" релаксационного процесса зависит от концентрации.

5.2. Исследовано распространение широкополосных акустических импульсов в поликристаллических материалах - керамиках и металлах. Установлено, что основной механизм затухания ультразвуковой волны связан с ее рассеянием на неоднородностях структуры материала. Обсуждается возможность определения распределения зерен по размерам в реальном масштабе времени по спектрам затухания в них ультразвука.

5.3. Исследовано затухание ультразвуковых волн в слоистых композитах. Обнаружены резкие и узкие пики затухания, связанные с рассеянием волн на периодических неоднородностях структуры среды. Обнаружено смещение частоты резонанса при механической нагрузке материала и при появлении микроразрушений. Обсуждается возможность контроля микроповрежденности слоистых композитов по спектрам затухания в них ультразвука.

5.4. Впервые предложен и экспериментально исследован лазерный источник широкополосных сдвиговых волн. Исследованы спектры затухания сдвиговых волн в поликристаллических материалах.

5.5. Впервые наблюдалось формирование ударной волны в твердом теле. Показано, что нелинейные акустические свойства полимеров не могут быть описаны в рамках модели уравнения Бюргерса.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Карабутов, Александр Алексеевич, 1997 год

ЛИТЕРАТУРА.

1. Dugamel J.M.С. Second memoire sur les phenomenes thermomecaniques// J. de l'Ecole Politechn. 1937. V.15. P.l-15.

2.Voigt W. Lehrbuch der Kristallphysik// Tenbner, Leipzig. 1910.

3. Jeff rey H. The thermodynamics of an Elastic Solid// Proc. Camb. Phil. Soc. 1930. V.26.

4.Био M.А. Термоупругость и термодинамика необратимых процессов. В сб. Механика. 1957.ТЗ (43).

б.Новацкий В. Теория упругости// М. "Мир" 1975.

6.Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика// М. "Наука".1986. С.736.

7.Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика// М. "Наука".1990. С.568.

8.Гусев В.Э., Карабутов A.A. Лазерная оптоакустика// М. "Наука". 1991. С.304.

Э.Руденко О.В., Солуян С.П. Теоретические основы нелинейной акустики// М. "Наука". 1975. С.288.

10.Даниловская В.И. Температурные напряжения в упругом полупространстве, возникающие вследствие внезапного нагревания границы// ПММ. 1950. Т.14. ТЗ. С.

11.White R.M.// J.Appl.Phys. 1963. V.34. Р.2123.

12.White R.M.// J.Appl.Phys. 1963. V.34. P.3559.

13.Rosencwaig A.// Photoacoustics and Photoacustic Spectroscopy. №4. J.Wiley. 1980.

14.Жаров В.П., Летохов B.C. Лазерная оптоакустическая спектроскопия// М.: Наука. 1984. С.320.

15.Physical Acoustics Vol.XIV (ed. by W.P.Mason and R.N.Thurston) //

N.Y.: Acad.Press. 1979. P.

16.Photoacoustic and thermal wave phenomena in semiconductors, (ed. by A.Mandelis// N.H. 1987. P.395.

17.Лямшев Л.M. Оптическое возбуждение звука в жидкости// М.: Наука. 1990.

18.Ахманов С.А., Руденко О.В.// Письма в ЖТФ. 1975. Т.1. № 15. С.725.

19.Бурмистрова Л.В., Карабутов A.A. и др.// Акуст.ж. 1979. Т.25. С.616.

20.Дунина Т.А., Егерев C.B. и др.// Акуст.ж. 1979. Т.25. С.622.

21.Васильева O.A., Карабутов A.A., Лапшин Е.А., Руденко О.В. Взаимодействие одномерных волн в средах без дисперсии// М. МГУ. 1983. С.152.

22.Карабутов A.A., Лапшин Е.А., Панасенко Г.П., Руденко O.A. Генерация мощных звуковых импульсов при лазерном нагреве поверхности// В сб. "Вычислительные методы и программирование". №31. МГУ. 1979. С.174-181.

23.Карабутов A.A., Лапшин Е.А., Панасенко Г.П., Руденко O.A.// Труды IX Всес. акуст. конф. М.: "Наука".1977. С.25-28.

24.Бахвалов Н.С., Жилейкин Я.М., Заболотская Е.А. Нелинейная теория звуковых пучков// М.: "Наука". 1982. С.176.

25.Лямшев Л.М., Седов Л.В.// Акуст. ж. 1981. Т. 27. №1. С.5.

26.Божков А.И., Бункин Ф.В. и др.// Тр. ФИАН М.:Наука. 1985. Т.156. С.123-176.

27.Гусев В.Э., Карабутов A.A. Анализ квазисинхронного возбуждения длинных волн на поверхности океана движущейся системой давления// Тез. докл. VIII Всес. симп. по дифракции и распространению волн. М.:Наука. 1981. Т.2. С.122-125.

28.Кантрович А. Одномерные неустановившиеся течения// В кн. Основы газовой динамики п/р Г. Эммонса. М.: ИЛ. 1963. С. 325-385.

29.Куликовский А.Г., Слободкина Ф.А. Об устойчивости произвольных стационарных течений в окрестности точек перехода через скорость звука// ПММ. 1967. Т.31. №4. С.593-602.

30.Рыжов О.С. Нестационарные течения в соплах Лаваля// Из-во ВЦ АН СССР. 1965. Гл.4.

31.Карабутов А.А., Руденко О.В. Нелинейные плоские волны, возбуждаемые объемными источниками в движущейся с произвольной скоростью среде// Акуст. ж. 1979. Т.25. С.536-542.

32.Nayfeh А.Н., Kelly J.J., Natson L.T. Non-linear propogation in near-sonic flow// J.Sound and Vibr. 1981. V.75. №3. P.359-370.

33.Карабутов А.А. Исследование нестационарных трансзвуковых течений методом фазовой плоскости// Вестник Моск. Унив., сер. физ.-астр. 1982. Т.23. №1. С.26-30.

34.Карабутов А.А. О нелинейном ограничении эффективности оптико-акустической антенны// Письма в ЖТФ. 1979. Т.5. №7. С.429-432. Зб.Осватич К. Трансзвуковые течения// В кн. Теоретическая и прикладная механика. Тр. 14-го Межд. конгр. IUTAM. Делфт. 30 авг.- 4 сент. 1976. М. 1979. С.417-438.

36.Myers М.К., Callegari A.J.. On the singular behavior of linear acoustic theory in near-sonic duct flows// J. of Sound and Vibr. 1977. V.54. P.517-531.

37.Шапиро В.Д., Шевченко В.И. Взаимодействие "волна-частица" в неравновесных средах// Изв. ВУЗов. Радиофизика. 1976. Т.19. №5-6. С.767-791.

38.Андронов А.А., Фабрикант A.JI. Затухание Ландау, ветровые волны и свисток// В кн.: Нелинейные волны. М.: Наука. 1976. С.68-104.

39.Hoffman A.L. A single fluid model for shock formation in MHD shock tubes// J. Plasma Phys. 1967. V.l. №2. P.193-207.

40.Виноградова Н.Б., Руденко О.В., Сухоруков А.П. Теория волн// М.: Наука. 1990. С.432.

41.Ахманов С.А., Гусев В.Э., Карабутов А.А., Руденко О.В. Возбуждение нелинейного звука движущимся световым лучом// Тез. докл. V Всес. совещ. по нерезонансному взаимодействию оптич. излучения с веществом. Л. 1981. С.371-372.

42.Гусев В.Э., Карабутов А.А. К вопросу о возбуждении акустических импульсов распределенными источниками, движущимися с трансзвуковой скоростью// Акуст. ж. 1981. т.27. №2. С.213-219.

43.Коган М.Н., Кучеров А.Н., Михайлов В.В., Фонарев А.С. Плоские течения газа при слабом подводе энергии// Изв. АН СССР. МЖГ. 1978. №5. С.95-102.

44.Гусев В.Э., Карабутов А.А. Возбуждение нелинейных плоских волн неравномерно движущимейся с трансзвуковой скоростью термооптической антенной// Акуст. ж. 1982. Т.28. №1. С.38-41.

45.Гусев В.Э., Карабутов А.А. Обтекание слоя тепловыделения трансзвуковым потоком релаксирующего газа// Акуст. ж. 1982. Т.28. №2. С.177-183.

46.Hayes J.N. Thermal blooming of rapidly slued laser beams// Appl. Optics. 1974. V.13. №9. P.2072-2074.

47.Ellinwood J.W., Mirels H. Density perturbations in transonic sluing laser beams// Appl. Optics. 1975. V.14. №9. P.2238-2242.

48.Wallace J., Pasciak J. Thermal blooming of a rapidly moving laser beam// Appl. Optics. 1976. V.15. №1. P.218-222.

49.Белоконь В.А., Руденко О.В., Хохлов Р.В. Аэродинамические явления при сверхзвуковом обтекании лазерного луча// Акуст. ж. 1977. Т.23. №4. С.632-634.

50-Ахманов С.А., Руденко О.В., Федорченко А.Т. Оптическая генерация интенсивных волн в трансзвуковых потоках газа// Письма ЖТФ. 1979. Т.5. №15. С.934-936.

51.Федорченко А.Т. Двумерные нелинейные волновые процессы при импульсном локальном тепловыделении в газовом потоке// Акуст. ж. 1981. Т.27. №4. С.595-604.

52.Коган М.Н., Кучеров А.Н. О самофокусировке гауссова пучка в сверхзвуковом потоке газа// Докл. АН СССР. 1978. Т.241. №1. С.48-51.

53.Карабутов А.А., Руденко О.В. Модифицированный метод Хохлова для исседования нестационарных трансзвуковых течений сжимаемого газа// Докл. АН СССР. 1979. Т.248. №5. С.1082-1085.

54.bin С.С., Riessner Е., Tsien H.S.// J. Math, and Phys. 1948. V.27. №3. P.220.

55.Morioka S., Yoshinaga T.// Phys. Fluids. 1980. V.23. P.689.

56.Карабутов A.A., Сапожников .А.// Акуст. ж. 1988. T.34. № . С.865. 5 7.3 або л отекая Е.А., Хохлов Р.В.// Акуст. ж. 1969. Т.15. С.40.

58.Руденко О.В., Солуян С.И., Хохлов Р.В.// ДАН СССР. 1975. Т.225. С.1053.

59.Курант Р. Уравнения с частными производными// М.: Мир. 1964.

60.Walkington N.Y., Eversman W. Finite difference solution to shock acoustic waves// AIAA Pap. 1983.

61.Nayfeh A.H., Shaker B.S., Kaiser J.E. Computation of nonlinear one-dimensional waves in near sonic flows// AIAA J. 1978. V.16. №11. P.1154-1159.

62.Крайко A.H., Осипов А.А. Исследование отражения возмущений от дозвковой части сопла Лаваля// Изв. АН СССР. МЖГ. 1973. №1. С.84-93.

63.Мельников Д.А., Тутушкин А.С. Малые нестационарные возмущения газового течения в канале со сверхзвуковым соплом// Изв. АН СССР. МЖГ. 1981. №1. С.112-121.

64.Карабутов А.А., Сапожников О.А. Об отражении акустических возмущений от околозвуковой области сопла Лаваля// Акуст. ж. 1986. Т.32. №4. С.538-542.

65.Special Issue on Tissue Optics (L.E. Preuss and A.E. Profio, eds.)// Appl. Opt. 1989. V.28. P.2207.

66. Cheong W.F., Prahl S.A., Welch A.J.// IEEE J. Quant. Elec. 1990. V.26. P.2166.

67.Tissue Optics (Welch A.J. and M.C.J, van Gemert, eds.)//Academic. New York. 1992.

68.Groenhuis R.A.J., Ferwerda H.A., Ten Bosch J.J.// Appl. Opt. 1983. V.22. P.2456.

69.Nossal R., Kiefer J., Weiss G.H., Bonner R., Taitelbaum H., Havlin S.// Appl. Opt. 1988. V.27. P.3382.

70.Graaf R., Koelink M.H., F.F.M. de Mul, Zijlstra W.G., Dassel A.C.M., Aarnoudse J.G.// Appl. Opt. 1993. V.32. P.426.

71.Patterson M.S., Chance В., Wilson B.C.// Appl. Opt. 1989. V.28. P.2331.

72.Jacques S.L.// IEEE Transact, on Biomedical Engineering 1989. V.36. P.1155.

73.Yoo K.M., Lin F., Alfano R.R.// J. Opt. Soc. Am. B 1990. V.7. P.1685.

74.Lakowicz J.R., Berndt K.// Chem. Phys. Lett. 1990. V.166. P.246.

75.Patterson M.S., Moulton J.D., Wilson B.C., Berndt K.W., Lakowicz J.R.// Appl. Opt. 1991. V.30. P.4474.

76.Arridge S.R., Cope M., Delpy D.T.// Physics in Medicine and Biology

1992. V.37. P.1531.

77.Schmitt J.M., Knüttel A., Knutson J.R.// J. Opt. Soc. Am. A 1992. V.9. P.1832.

78.Boas D.A., O'Leary M.A., Chance B., Yodh A.G.// Phys. Rev. E 1993. V.47. P.2999.

79.Hebden J.C., Wong K.S.// Appl. Opt. 1993. V.32. P.372.

80.Torres J.H., Welch A.J., Cilesiz I., Motamedi M.// Lasers Surg. Med. 1994. V.14. P.249.

81.1zatt J.A., Hee M.R., Huang D., Fujimoto J.G., Swanson E.A., Lin C.P., Schuman J.S., Puliafito C.A.// In Ophtalmic Technologies III. SPIE Proc.

1993. V.1877. P.136.

82.Hee M.R., Izatt J.A., Jacobson J.M., Fujimoto J.G., Swanson E.A.// Opt. Lett. 1993. V.18. P.950.

83.0ptoacoustic Spectroscopy and Detection //Pao Y.H., ed. Academic. New York 1977.

84.Tarn A.C. // Rev. Mod. Phys. 1986. V.58. P.381.

85.Progress in Photothermal and Photoacoustic Science and Technology//Mandelis A. ed. II PTR Prentice Hall. Englewood Cliffs. New York. 1994.

86.Afromowitz M.A., Yeh P.S., Yee S.// J.Appl. Phys. 1977. V.48. P.209.

87.Harata A., Savada T.// J. Appl. Phys. 1989. V.65. P.959.

88.Miller R.M.// In Photoacoustic, Photothermal and Photochemical Processes at Surfaces and in Thin Films (P. Hess, ed.) Topics in Current Physics. 1989. V.47. P.52.

89.Mandelis A.// J. Phys. A 1991. V.24. P.2485.

90.Pade O., Mandelis A.// Inverse Problems. 1994. V.10. P.185.

91.Бурмистрова JI.В., Карабутов A.A., Портнягин А.И., Руденко О.В., Черепецкая Е.Б.// Акуст. ж. 1978. Т.24. С.369.

92.Карабутов A.A., Руденко О.В., Черепецкая Е.Б.// Акуст. ж. 1979. Т.25. С.218.

93.Карабутов A.A., Портнягин А.И., Руденко О.В., Черепецкая Е.Б.// Письма ЖТФ. 1979. Т.5. С.328.

94,Oraevsky A.A., Jacques S.L., Tittel F.K.// In Laser-Tissue Interaction IV. SPIE Proc. 1993. V.1882. P.86.

95.Карабутов A.A., Овчинников О.Б. Импульсная оптико-акустическая даигностика физических свойств жидкости.//Судостроительная промышленность, сер.акустика. ЦНИИ "Румб". 1987. №2. С.93-96. 96.0raevsky A.A. // IEEE LEOS Newsletter (2), 6 (1993)

97.0raevsky A.A., Jacques S.L., Esenaliev R.O., Tittel F.K.// In OSA Proc. on Advances in Optical Imaging and Photon Migration (R.R. Alfano, ed.) 1994. V.21. P.161.

98.Karabutov A.A., Podymova N.B., Letokhov V.S.//SPIE/Russia Opt. Eng. Bulletin. 1994.№4, P.22.

99.Karabutov A.A., Podymova N.B., Letokhov V.S.//J. Mod. Opt. 1995. V.42. P.7-11.

100.Karabutov A.A., Letokhov V.S., Podymova N.B.//SPIE Proc. 1995. V.2389. P.292.

101-Егерев C.B., Пашин А.Е.// Акуст. ж. 1993. Т.39. С.54. 102.Зозуля О.М., Пученков О.В.// Акуст. ж. 1993. Т.39. С.60.

103.Kruger R.A., Lin P.G. Photoacoustic ultrasound: Pulse production and detection in 0.5% Liposyn//Med. Phys. 1994. V.21. №7. P.1179-1184.

104.Karabutov A.A., Podymova N.B., Letokhov V.S.//Appl. Opt. 1995. V.34, P.1484.

105.Diebold G.J., Westervelt P.J.// J. Acoust. Soc. Am. 1988. V.84. P.2245.

106.Wilson B.C., Adam G.// Medical Phys. 1983. V.10. P.824.

107.Бондаренко A.H. Лазерное возбуждение и регистрация акустических волн.// М.: Стандарты. 1989.

108.Monchalin J.-P.// IEEE Transaction of ultrasonics, ferroelectrics and frequency controll UFFC-33. 1986. P.485.

109.Hutchins D.A.// In Physical Acoustics (Mason W.P. and Thurston R.N., eds.) (Academic, New York 1988) P.21-123.

llO.Scruby C.B., Drain L.E.//Laser-Ultrasonics Techniques and Applications, (Adam Hilger, Bristol 1990)

111.Zhang S.Y., Paul M., Fassbender S., Scheichert U., Arnold W.// Res. Nondestr. Eval. (2), 143 (1990)

112.Monchalin J.-P.//In Physical Acoustics (Leroy О. and Breazeale M.A., eds) (Plenum Press, NewYork 1991). P.65-76

113.Neubrand A., Hess P.// J. Appl. Phys. 1992. V.71. P.227.

114.Борн M., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука. 1970.

115.Такетоми С., Тикадзуми С. Магнитные жидкости. М.: Мир. 1993.

116.Асланов Л.А.//Неорганические материалы. 1995. Т.31. № 4. С.502-508.

117.Методы исследования быстрых реакций (под ред. Г.Хеммиса). - М., Мир. 1977. С.477-500.

118.С.Г.Гренишин, А.А.Тимохин, С.С.Тибилов. Спектроскопия первичных стадий фотолиза галогенидов серебра. // Оптика и спектроскопия, 1986. Т.61. вып.6. С.1153-1155.

119.Hamilton J.F. The silver halide photographic process. // Advances in Physics. 1988. V.37. №4. P.359-441.

120.Lokaj P., Pelant I., Sladky P.. Photoacoustic spectra of silver and thallium halides. // Czech. J. Phys. 1980. V.B30. №7. P.837-840. 121.Sobolev V.V. Light scattering in planetary atmospheres. - Pergamon, Oxford. 1975.

122.Yasa Z.A., Jackson W.R., Amer N.M.. Photothermal spectroscopy of scattering media. // Appl. Opt. 1982. V.21. №1. P.21-31.

123.Chandrasekhar S. Radiative transfer. - Dover. New York. 1960.

124.Kortum G. Reflectance spectroscopy. - Springer. New York. 1969. 125.0raevsky A., Esensliev R., Tittel F., Ostermeyer M., Wang L., Jacques S. Laser opto-acoustic imaging of turbid media: determination of optical properties by comparison with diffusion theory and Monte Carlo simulation. // SPIE Proc. 1996. V.2681.

126.Широкополосный акустический приемник (ШАПР) // Акустич. ж. 1994. Т.40. вып.1. С.З.

127.Maternaghan T.J. Patent 1520976. Great Brit. 1978.

128.Schroder O., Granzer F., Russow A., Mussig Th., Siegel J. Microwave absorption studies of the influence of Addenda and spectral sensitizers on the lifetime of photoelectrons in AgX-systems. // Imaging on the Information Superhighway. 48th Annual Conference, (Soc. for Imaging Science and Technology Pbl.), May 1995, P.156-157.

129.Russow A., Jensch Ch., Mussig Th. Temperature dependent microwave absorption studies on AgBr^_xIx emulsion crystals. // Imaging on the

Information Superhighway. 48th Annual Conference, (Soc. for Imaging Science and Technology Pbl.), May 1995, P.171-175.

130.Patel C.K.N., Tam A.C.// Rev. Modern Phys. 1981. V.53. №3. P.517-530.

131.Gournay L.S.//J.Acoust. Soc. Amer. 1966. V.40. №6. P.1322.

132.Hu C.L.// J.Acoust. Soc. Amer. 1969. V.46. №3. P.728.

133.Bushnell J.S., McCloskey D.J.// J.Appl. Phys. 1968. V.39. №12. P.5541.

134.Лямшев Л.М., Челноков Б.И.// Акуст.ж. 1983. Т.29. №3. С.272-381.

135.Persival С.М.// J.Appl. Phys. 1967. V.38. №12. Р.5313.

136.Maxer W.E.,Hall R.B.// J.Appl. Phys. 1978. V.49. №4. P.2251-2261. 137.Scruby C.B., Dewhurst R.J., Hutchins D.A., Palmer S.B.// J.Appl. Phys. 1980. V.51. №12. P.6210-6216.

138. Hutchins D.A., Dewhurst R.J., Palmer S.B.// J.Acoust. Soc. Amer. 1981. V.70. №5. P.1362-1369.

139.Бондаренко В.H., Вологдин В.К., Кондратенко A.M.// Акуст.ж. 1980. Т.26. №6. С.828-832.

140.Скрипов В.П. (Ред.) Теплофизические свойства жидкости в метастабильном состоянии (справочник)// М. Атомиздат. 1980. С.208.

141.Бункин Ф.В.// Письма в ЖЭТФ. 1974. Т.19. С.302.

142.Бункин Ф.В., Трибельский М.И.// УФН. 1980. Т.130. С.193-239.

143. Бункин Ф.В., Водопьянов К.Л., Кулевский Л.А. и др.// Изв. АН СССР, сер. физич. 1985. Т.49. С.558-563.

144.Веселовский И.А., Жиряков Б.М., Коротченко А.И., Самохин А.А.// Квант, электр. 1985. Т.12. С.381-382.

145.Самохин А.А.// В кн. Труды ИОФАН СССР. М.Наука. 1980. Т.13. С.З-

146.Sigrist M.W.// J.Appl.Phys. 1986. V.60. P.83-121.

147.Дунина T.A., Егерев C.B., Наугольных К.A.// Письма в ЖТФ. 1983. Т.9. С.410-414.

148.Зиновьев В.Е.// Теплофизические свойсттва металлов при высоких температурах (справочник). М.: Металлургия. 1989. С.384.

149.Palik E.D.// Handbook of optical constants of solids. Academic Press. N.Y. 1985.

150.Анисимов С.И., Имас А.Я., Романов Г.С., Ходыко Ю.В.// Действие излучения большой мощности на металлы. М.: Наука. 1970. С.272.

151.Бондаренко А.Н., Кондратьев А.И., Вологдин В.К.// Акуст. ж. 1980. Т.26. №6. С.828-832.

152.Карлслоу Г., Егер Я.// Теплопроводность твердых тел. М.:Наука. 1964. С.487.

153.Кикоин И.К.// Таблицы физических величин (справочник). М.: Атомиздат. 1976. С.1008.

154.Квант.электр. (реклама НИИ "Алькор, Москва). 1993. Т.20. №2. С.З обл.

155.Shannon М.А., Rubinsky В., Russo R.E.// J.Appl.Phys. 1994. V.75. P.1473-1485.

156.Емельянов В.И., Семиногов В.H.// Итоги науки и техники. Сер. Физические основы лазерной и пучковой технологии. М., 1988. Т.1. С.118.

157.Wood R.W.// Phys. Rev. 1935. V.48. №12. P.928.

158.Емельянов В.И., Семиногов В.Н.// Квант, электроника. 1987. Т.14. №1. С.47.

159.Ахманов С.А., Алексеев C.B., Семиногов В.Н., Соколов В.И.//

Препринт НИЦТЛАН. 1987. №26.

160.Семиногов В.Н., Соколов В.И.// Квант, электроника. 1989. Т.16. №7. С.1481.

161.Ахманов С.А., Панченко В.Я., Семиногов В.Н., Соколов В.И.// Квант, электроника. 1990. Т.17. №12. С.1533.

162.Hutley М.С., Maystre D.// Opt. Commun. 1976. V.19. №3. P.431. 163.1nagaky T., Motosuga M., Yamamory К., Arakawa E.T.// Phys. Rev. 1983. B28. №4. P.1740.

164.Ursu I., Mihailescu I.N., Popa Al. et al.// Appl. Phys. Lett. 1984. V.45. №4. P.365.

165.Бендицкий A.A., Карабутов A.A., Кудинов И.А. и др.// Вестник Моск. ун-та. Физ. Астрон. 1990. Т.31. №3. С.43.

166.Карабутов A.A., Уваров A.B.// Вестник Моск. ун-та. Физ. Астрон.

1988. Т.29. №5. С.64.

167.Емельянов В.И., Семиногов В.Н.// Итоги науки и техники. Сер. Физические основы лазерной и пучковой технологии. М. 1989. Т.З. С.57.

168.Панченко В.Я., Семиногов В.Н., Соколов В.И.// Итоги науки и техники. Сер. Физические основы лазерной и пучковой технологии. М.

1989. Т.З. С.93.

169.Карабутов A.A., Кудинов И.А., Платоненко В.Т., Согоян М.А.// Вестник Моск. ун-та. Физ. Астрон. 1992. Т.ЗЗ. №4. С.45.

170.Карабутов A.A., Кудинов И.А., Мананков В.М. и др.// Изв. РАН. Сер. физ. 1992. Т.56. №4. С.29.

m.Karabutov A.A., Kudinov I.A., Platonenko V.T., Sogoyan M.A.// Photoacoustic and Photothermal Phenomena III/Ed. by D. D. Becanic// Springer Series in Opt. Sei. V.69. P.334.

172.Karabutov A.A., Seminogov V.N., Sogoyan M.A.,Sokolov V.I.// Laser Physics. 1993. V.3. №6. P.1168.

173.Госсорг Ж.// Инфракрасная термография. M. 1988.

174.Карабутов А. А., Матросов М.П., Подымова Н.Б., Пыж В. А. Широкополосная ультразвуковая спектроскопия коллоидных сред на основе термооптического генератора звука.// Тез. докл. Всесоюз. школы-семинара "Фотоакустическая спектроскопия и микроскопия". Душанбе.

1989. СЛ.

175.Карабутов А. А., Матросов М.П., Подымова Н.Б., Пыж В. А. Широкополосная ультразвуковая спектроскопия коллоидных сред на основе термооптического генератора звука.// Вестник Моск. Ун-та. сер.З.

1990. Т.31. №4. С.60-65.

176.Карабутов А. А., Матросов М.П., Подымова Н.Б. Широкополосный ультразвуковой контроль с лазерным источником звука. // Тез. докл. научно-технического семинара "Ультразвуковые и лазерные методы неразрушающего контроля в науке и технике". Киев. 1991. С.17.

177.Карабутов А.А., Матросов М.П., Подымова Н.Б., Пыж В.А. Импульсная акустическая спектроскопия с лазерным источником звука. //Акуст.журн. 1991. Т.37. №2. С.311-323.

178.Виноградова М.Б., Руденко О.В., Сухоруков А.П. Теория волн. М.: Наука. 1979. С.374.

179.Hartmann В., Jarzynski J. Ultrasonic hysteresis absorption in polimers. // J. Appl. Phys. 1972. V.43. №11. P.4304-4312.

180.Пыж В.А. Экспериментальное исследование волновых процессов в водной суспензии бентонитовой глны.// ПМТФ. 1986. №3. С.94-101.

181.Мандельштам Л.И., Леонтович М.А. К теории полгощения звука в

жидкостях.// ЖЭТФ. 1937. №3. С.438-449.

182.Rogerson A., Murgatroyd R.A. Defect characterization using ultrasonic techniques// Research techniques in nondestructive testing. 1982. V.7. chapt.12. P.451-507.

183.Reynolds W.N., Smith R.L. Ultrasonic wave attenuation spectra in steels // J. Phys. D. 1984. V.17. №1. P.109-116.

184.Nagy P.В., Rypien D.V., Adler L. Surfase roughness effects in porosity assessment by ultrasonic attenuation spectroscopy (ed. Thompson D.O. and Chimenti D.E.)// Rev. of progress in quantitative nondestructive evaluation. 1987. V.6b. P.1435-1442.

185.Freemantle R.J., Alper Т., Challis R.E. A broadband ultrasonic technique to simultaneously measure the compression and shear acoustic wave velocities in thin samples of engineering materials.// Proceed. Ultrasonics Int.-93. Austria. 1993. P.205.

186.Прикладная механика композитов. Сб. статей под ред. Тарнопольского Ю.М. М.: Мир. 1989. С.358.

187.Vary A. Ultrasonic measurements of material properties.// Research techniques in nondestructive testing. 1980. V.4. chapt.5. P.160-204.

188.Fitting D.W., Adler L. Ultrasonic spectral analysis for nondestructive evaluation. Plenum Press. N.Y. 1981. P.354.

189.Karabutov A.A., Matrosov M.P., Podymova N.B. Pulsed ultrusonic spectroscopy based on laser thermooptical generation.// Photoacoustic and photothermal phenomena III. (ed. by D.D.Bicanic). 1992. V.69. P.309-312.

190.Karabutov A.A., Matrosov M.P., Podymova N.B. Laser-excited acoustic pulses for remote material inspection.// Proceed, of Ultrasonics Int.'93. Vienna. 1993. P.803-806.

191.Каксис А.О., Карабутов A.A., Подымова Н.Б., Ухарский В.А. Влияние микропластичности на затухание ультразвука в стеклопластиковых композитах.// Акуст.журн. 1994. Т.40. №5. С.812-816.

192.Карабутов A.A., Матросов М.П., Подымова Н.Б. Термооптический генератор широкополосных импульсов сдвиговых волн.// Акуст.журн. 1993. Т.39. №2. С.373-375.

193.Cottet F., Romain J.P.// Phys. Rev. 1982. A25. P.576.

194.Бункин Ф.В., Комиссаров В.М.// Акуст. журн. 1973. Т.19. №3. С.305.

195.Карабутов A.A.// Автореф. канд. дис. М. 1979.

196.Галстян A.M.// Автореф. канд. дис. М. 1983.

197.Буров В.А., Красильников В.А.// ДАН СССР. 1958. Т.118. №5. С.920.

198.Брэзил М.А.// Тр. 6-го Междунар. симп. по нелинейн. акустике. Т.2. М.: Изд-во МГУ. 1976. С.133.

199.Felix M.P. Laser-generated ultrasonic beams// Rev. Sei. Instr. 1974. V.45. №9. P.1106.

200.Карабутов A.A., Руденко О.В., Черепецкая Е.Б. К теории термооптической генерации нестационарных акустических полей// Акуст. журн. 1979. Т.25. №3. С.383-394.

201.Hutchins D.A., Dewhurst R.J., Palmer S.B. Laser generation as a stsndard acoustic source in metals// Appl. Phys. Lett. 1981. V.38. №9. P.677-679.

202.Карабутов A.A., Омельчук H.H., Руденко О.В., Чупрына В.А. Количественное исследование нелинейной трансформации звуковых им пульсов в жидкости при термооптическом возбуждении//Вест. МГУ. Сер. 3. 1985. Т.26. №3. С.62-66.

203.Овчинников О.Б., Пашин А.Е., Пученков О.В., Расторгуев Д.Л. К

вопросу о регистрации пространственно-временных характеристик коротких акустических импульсов, возбуждаемых оптическим излучением// Акуст. журн. 1977. Т.ЗЗ. №2. С.312-316.

204.Труэлл Р., Эльбаун Ч., Чик Б. Ультразвуковые методы в физике твердого тела. М.: Мир, 1972. С.288.

205.Scruby С.В. Some applications of laser ultrasound// Ultrasonics 1989. V.27. №4. P.195-209.