Гиперзвук

Cтраница 1

Гиперзвук, обладая весьма малой длиной волны, является очень тонким инструментом, и его использование дает возможность успешно сочетать большую разрешающую способность, свойственную оптическим методам, с высокой чувствительностью, которую обеспечивают современные средства обработки электромагнитных сигналов СВЧ. С помощью гиперзвуковых методов получен целый ряд важных результатов, относящихся к различным областям физики твердого тела. [1]

Рэмптона Гиперзвук в физике твердого тела, поглощение низкочастотного звука называется поглощением но механизму Ахиезера. [2]

Скорость гиперзвука вычислялась по формуле A nv / csm 0 / 2 из расстояния между компонентами триплета Мандельштама-Бриллюэна. [3]

Малое поглощение гиперзвука в диэлектриках при температуре жидкого гелия вплоть до 1012 Гц ( k s / k s 10е, где k s, k s - действительная и мнимая части волнового вектора гиперзвука) создает реальную возможность для использования гиперзвука предельно высоких частот в физических исследованиях и приложениях. Для более низких частот ( порядка 10 ГГц) исключительно малое затухание гиперзвука в диэлектрических кристаллах кварца, сапфира и ниобата лития, которое было обнаружено при исследовании эффекта обращения, позволило использовать этот эффект в практических целях. [4]

С усилением гиперзвука непосредственно связан вопрос о его фа-зерной генерации. Согласно Таунсу, впервые обратившему внимание на возможность фазерной генерации [30], она может быть достигнута в результате абсолютной неустойчивости фононов в системе парамагнитных центров, обладающих инверсной населенностью, в условиях так называемого фононного узкого горла, когда происходит нагрев резонансных фононов, переносящих энергию от парамагнитного центра к термостату. Поэтому предполагалось, что если реализовать эффект фононного узкого горла в системе центров с инверсной населенностью, то фононы, усиливаясь, войдут в генерацию и образуют когерентное состояние. Однако эксперименты показали, что неустойчивость в условиях фононного узкого горла не приводит к когерентизации состояния фононов. В работе [32] была предпринята попытка реализовать когерентную генерацию гиперзвуковых фононов в рубине, но при этом были получены лишь неустойчивые колебания на фоне шумов. А так как в рубине никаких признаков фононного узкого горла не обнаружено, то результаты этой работы, к тому же единственной, в соответствии с представлениями Таунса не могли быть признаны убедительными с точки зрения возможности получения фазерной генерации. Таким образом, вопрос о получении когерентной и монохроматической фазерной генерации фактически оставался открытым. [5]

Простота возбуждения гиперзвука в пьезоэлектриках делает акустический парамагнитный резонанс удобным методом исследования свойств пьезо - и ферроэлектри-ческих кристаллов. В отсутствии скин-эффекта кроются серьезные преимущества для использования акустического парамагнитного резонанса применительно к металлам. Для детектирования акустического парамагнитного резонанса применяются насыщение обычного магнитного резонанса, оптические и другие методы исследования. Практическое значение могут иметь квантовые усилители и генераторы гиперзвука на основе акустического парамагнитного резонанса. [6]

Создание источников гиперзвука с частотами 10й Гц и выше, которые соответствуют частотам миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов радиоволн, представляет значительный интерес для осуществления накачки переходов между энергетическими уровнями твердого тела, запрещенными для электромагнитного поля. [7]

Рассматривая затухание гиперзвука с точки зрения временной когерентности процессов рассеяния, можно отметить, что поглощение на тепловых фононах в области 10 - 2в Т 10 - в не является когерентным процессом, поскольку частота гиперзвука при этом не сохраняется. В то же время в области Т 10 - 26, где температурная зависимость затухания исчезает, роль некогерентного рассеяния резко уменьшается. Об этом свидетельствует то, что а не зависит от температуры. [8]

Реализация фазерного усиления гиперзвука перспективна и в миллиметровом диапазоне. В условиях, когда Йсо С kT, коэффициент фазерного усиления растет пропорционально и2, поэтому, применяя в качестве активной среды кристаллы даже со слабой электрон-фононной связью, например рубин, можно получить значительное усиление гиперзвука в этом диапазоне. [9]

Эксперименты по измерению скорости гиперзвука в ряде жидкостей методом изучения рассеяния света в жидкостях были осуществлены И. Л. Фабелинским с сотрудниками в Физическом институте АН СССР. [10]

Полученные экспериментальные значения скоростей гиперзвука для ряда нормальных алканов при различных температурах были подвергнуты анализу с целью проверки выполнимости для них закона соответственных состояний. [11]

Схема устройства для возбуждения гиперзвука в кварце на частотах 9 4 и 75 ГГц. [12]

С уменьшением длины волны гиперзвука возникает еще одно серьезное затруднение. Дело в том, что эффект преобразования гиперзвука в электромагнитное поле очень чувствителен к фазе упругих колебаний в области детектирования. Величина мощности электромагнитной волны, генерируемой гиперзвуком, является результатом интегрирования функции распределения электрических колебаний в этой области, поэтому колебания в различных ее точках должны быть строго синфаз-ны. Если фазы колебаний сильно различаются, то в результате интерференции существенно уменьшается генерируемая мощность. Удовлетворить этому условию довольно сложно даже на низких частотах гиперзвука. С увеличением частоты при заданном ф п влияние этого фактора приводит к резкому уменьшению эффективности преобразования. По этой причине применяющийся на низких частотах способ возбуждения и детектирования гиперзвука в пьезокристалле в однородном электрическом поле СВЧ, созданном в электродинамической структуре, например в объемном резонаторе, для высокочастотного гиперзвука является малоэффективным. [13]

Устройство для точечного возбуждения гиперзвука. [14]

Поэтому для обратного преобразования гиперзвука необходимо применить точно такую же электродинамическую систему или использовать одну и ту же систему как для возбуждения, так и для детектирования гиперзвука. [15]

Страницы: 1 2 3 4