Акустическое фазовое сопряжение - Acoustic phase conjugation

Акустическое фазовое сопряжение это набор техник, предназначенных для выполнения фазовое сопряжение на акустические волны.[1]

Методы

Схема фонон-фотонного взаимодействия

Акустическое фазовое сопряжение может возникать в твердом теле, когда скорость звука модулируется электромагнитным полем. Генерацию сопряженной волны можно рассматривать как распад фотона на два фонона, как показано на диаграмме. Два фонона имеют противоположные волновые векторы k и -k (они будут распространяться в противоположных направлениях) и частоту в два раза меньшую, чем у фотона.[1]

Методики параметрической откачки могут выполняться в нескольких средах:[1]

  • В пьезоэлектрических кристаллах нелинейный пьезоэлектрический эффект вызывает модуляцию долей процента.
  • В магнитных кристаллах модуляция в десятки процентов может быть достигнута за счет магнитоакустической связи, которую можно улучшить, комбинируя эффекты магнитострикции и спинового переориентационного перехода или используя магнитоакустический резонанс. «Сверхкритическое» или «гигантское» усиление до 80 дБ может быть получено за порогом нестабильности фононов в магнитоакустических средах.
  • В полупроводниках параметрическое взаимодействие между фононами и плазмоном может быть вызвано альтернативным электрическим полем или модулированной оптической накачкой.

Приложения

Автокомпенсация фазовых искажений и свойства автофокусировки сопряженной волны используются в методах неразрушающего контроля. В медицинской терапии их можно комбинировать с гигантским усилением для разрушения опухоли, например литотрипсия и гипертермическая терапия.[1]

Акустическое изображение можно улучшить, применив избирательное фазовое сопряжение к некоторым гармоникам падающей волны. Это сужает фокусное распределение этих гармоник и уменьшает боковые лепестки и шум реверберации, тем самым увеличивая разрешение изображения.[2]

Селективное акустическое фазовое сопряжение можно использовать для обнаружения изоэхогенный объекты, нелинейные параметры которых отличаются от параметров среды. Линейные акустические свойства таких объектов близки к свойствам среды, что делает их невидимыми при использовании традиционных методов эхографии.[3]

Еще одна область применения - нелинейная ультразвуковая велосиметрия, на порядок точнее, чем при обычном Эффект Допплера.[2] Фазово-сопряженные измерители скорости доказали правильность измерения скорости потока в случае ламинарных течений в трубках, вихревых течений под вращающимися дисками и погруженных струй в воду.[3]

Рекомендации

  1. ^ а б c d Брысев А.П. и др., ОВФ ультразвуковых лучей, Успехи физ. Наук (1998)
  2. ^ а б Преображенский В. Л., Параметрически ОВФ: применение в нелинейной акустической визуализации и диагностике, Успехи физ. Наук (2006), IEMN
  3. ^ а б Преображенский В.Л. и др., Нелинейная акустическая визуализация изоэхогенных объектов и потоков с использованием фазового сопряжения ультразвуковых волн, Acta Acustica (2009), IEMN

Смотрите также