Некоторые вопросы взаимодействия электромагнитных излучений с твердым телом в присутствии акустических воздействий тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

у ( 5 и* - ^ ■■■■■•

11, М№ «97

^и31Ш81ГЫ' ^тЛ'П'11Ъ8ПМЭ-31ГЬ %1-5Ш*Гй-ЗШ'"иЪЪР1> ийОД131>\г ШгиаЬШчг

ЛфорЬиф {¡¡Ьритш^шЬ шрпр'ЬйЬгф ^Ььчгфлпгц!

ир'Лг&ш’^ ШлТф Лп;и;р]ц1ц

«<Т1]1Г1г;. -¿трйТф ИЬф Ь[ЬЕ|Фр1т1шсафиш1|шй С и: г: ш еш,! р ЬI; р ¡1 ’■1 я дли я г) ¿с г; 1р_! иг Ь я р т пшрдЬрп ^Е'т^ррЬ шс^идгпрриГ: иш!]1ЩП1р.!1иО

%Ьщрпи1»

01.04.07- 'г!ЬГ;ц [Гщр1Нф 5>]^р!{ш Фаийи^^фтаргри^р

Со |I; ’.и - и аг р 1п пи|: I; гл Ц ш I: с! ’ 1 ^ п; п IГ([< Ь: I р рЬ’цйшйт аркихЫый ш'лфр&айр Ьицд^иш и^сйшршитрзшй

II Ь Г] 51 Щ (1 ¡1 Р

Ь!Ч;'-1ДП. - 1УУГ.

НАШ!ОПАЛЫШЕ АКАДЕМИЯ НАУК АРМЕНИИ ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНЫХ ПРОБЛЕМ ФИЗИКИ

ЕОЧАРЯН АРМЕНАХ ЛЕВОНОВИЧ

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭЛЕ1ШЮтГНИШЬГХ . ИЗЛУЧЕНИЙ С ТВЕРДЫМ ТЕЛОМ В ПГИСТТСГШШ АКУСЮТЕСКПХ

Я ОЗДЕЙСТВИЙ

по сгтешхальноста: 01.fj-i.07 - физика твердого телй

Автореферат .

. ::а ежскснп': ученой степени паплшита

. - фтазгс^гетшатачетаа нгуя

£?£ЗАЯ- т<

'-„'-і с и;-!-.;« :* Л *7;р>:;,с»'!іІ.Г!!\ пииіг-іхл.’илгл'і:

•-; іи'^;ч'і;., -■•*: і .'..у.-. :'л;.іггл^''‘Ьл;п. ^ЦЦ

Іі. І1-.

у|.о С'і.у. •-:1і-.л-Г--с.:;си:спі ' 2:, Ц". г'-о:ши[г-};;ііі_ісли

м'.-^ги^ри^ил:..;^?:. • £»,'*£.

1 :і гьгіф и з [і £~г:пі-Ь

ф^а.ії^р,. с |ир. ¡ріідаїр Лг.Р.чла’аіии'іііи

[¿ашодціиііі ЦиіийиіЦарщгцз •ти Гкиих'іфи*йіг ^.г.гли^ша иаацірлі(і-^чпі^н_іиілпіі|і ЬІіиіп*[іірг*іиі;>

''"¡^’^цшипіфтці Ч^і^ианп’. с £/ 3 ________ 1997р., (Лиїїц -МИ-

и;{іаґіциі|}і чпр.’ ,:хіЬіиа 'Пгш?і;ай[:аг.п гйи^ірц'аіі.ціЬ (ашидіїа 37эОК, ЬтііииСі і 4, ^1.Ъи[та[ш]и:а 25} 0121 иашйи^г ^т^рг^ліи:

Ц^ііашрапиі'.і^.^і’Гі 1[шрЛд[]': Ь огииар'.паш^ >'Ьдсп1аиі]]і ЦЬрлипшЬиии ГГ1рлріиііІіЬр]і Ьііии'фігли с^шгииршЬпш: ^

Ь'ап.иша(ірп шишрі1иі& 'с " лX " ^ІО 1997р.

Ц'аіиГішар;ґіи:!іаій [unpJipn.ii л<, а^фи^шЕї '¿тгпїмтіщ г111 /і'« с~лл* ••

фгі^іішта. ерір. рЬ1|Сиі5пі р ^ * І/, и. ии^цщїі

Работа зыполнена з Институте Прохладных Проблем Физики НаН Ра.

Иауч: ев руководители:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация: Защита состоится " 3$

доктор физ.-мат. наук, профессор, академик НАН РА

кандида г физ. - мат .наук

яоктор физ.-мат.наук, профессор

дохтор физ.-маг.шук

А.Р.Ыхртчян

Э.МАругюкян

К.Г.Трунк

Р.Б.Костаиян

Российский научный центр "Курчатовский институт" &3 1997 г. в ///*

час. в Специализированно совете 021 Института прикладных проблем физики НАН РА (адрес: 375014-, Ереван-1 ул. Гр.Нерсгсяиа, 25).

С диссертацией мо;шо ознакомиться в библиотеке Института прикладных прооле Физики.

Автореферат разослан /

№

&

1997 г.

Ученый секретарь -----

Спецлачизиро ванного Совета 1 Л * М-Л-Саркнсян

з

ОБДІАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

, Актуальность работы. Существующие методы исследования свонетв конястгсироваштых сред почти полностью использовали свои еозмоуКнссхи и исследователям приходится прилагать большие усилия и изобретательность для улучшения традиционных методов, расширения их возможностей и создания новых на основе развития фундаментальных н прикладных исследований на стыке различных областей пара!. С этой точки зрения большой интерес предстактяет комбинация различных спектроскопических методов, выявление новых возможностей этих методов, дальнейшее их развитие и создание на их основе новых прецизионных методов исследования твердых тел. Многие исследователи идут по этому пути, однако существенный вклад в этом направлении внести работы А. Мкртчяна и его учеников в облает мессбауэровской спектроскопии и гамма-оптики. Результатах фундаментальных исследований в области модуляции мессбауэровского, рентгеновского, синхротронного излучений, а также тепловых нейтронов 15 электронов акустическими и температурными полями и открытие новых физических явлений заложим основу в становлении и развтшш новых нау'чных направлен™ - модуляционной мессбауэровской спектроскопии и модуляционной рентгеновской оптики, и нового раздела физики -акустофизики, в которой исследуются различные физические явления при наличии акустически:-: гтолс:;, а также физику самой акустики. Результаты фундаменталышх исследований в области медуляшга излучений ангстрашюго диапазона.длин волн волнового и корпускулярного характера акустическими полями звуковых, ультразвуковых и пшерзвуковьтх частот выявили общие . закономерности целенаправленного воздействия зтих

полей иг га:<3(с процессы пза;шодгйствия излучения с веществом- 5 .чезснанское рассеяние, дифракция, каналирование и т.д., котор представляют бояьчюй научный н практический интерес как с то« зрши углубления понимания физических процессов, происходящих г взаимодействии ихдучення с веществом, так и для получения ииформав о свойствах среды и ихтучения. характеристик воздействия и созда} новых методов исследований и приборов. Эти исследования значитеш расширили возможности мессбауэровской и рентгеновской спектросксг з решении многих вопросов физики твердого тела, ядерной фязи акустики, позволили решить проблему эффективного пространствен: временного управления параметрами излучений ангстремного дшапаз< длин волн и создания элементной базы "оптики" этих излучении.

Однако, несмотря на большие успехи в этой области дальнею развитие мессбауэровской и рентгеновской спектроскопии, расшире:

{Зг’ПС'"!!< Х1ГС Т1П11М^Т1^1ПТЛ ”т 'Х^ТО’тОт^ 'I ОСТ9^

актуальной задачей.

Пелыо диссертационной работы является дальнейшее разви методов мессбауэровской спектроскопии И реЮТеНОЕСКОЙ дифрахшп расширение области их применения в ахустихе, лазерной спектроскоп акузтоэлекгрошпег, исследование особенностей дифракции лазерп излучения на когерентной ультразвуковой дифракционной рейхе-

создание новьс; методов и устройств для измерения характерно

излучения. акустичеекхк характеристик материалов, парамэт

ахустичсскж волн. .

Для доетшкения этой цели решены следующие задачи:

1. Экспериментально исслсдовано влияние когерентных ультразвуковых колебаний на резонансное рассештс гамма-ипучепкя і;

твердых телах.

2. Эксперименталыю исследовало влияние лазерного изаучсішл ira резонансное поглощение гамма-излучения ядрами твердых тел.

3. Экспериментально исследовано влияние поверхностных

акустических воли на дифракшпо рентгеновского изл^/челия в монокристаллах.

4. Экспериментально исследовано влияние однородности

(когерентности) ультразвуковой дифракционной решетки в области акустооптического взаимодействия на дифракцию лазерного излучения.

Научнгхлшвшиа полученных результатов заключается в следующем:

1. Экспериментально осуществлена модуляция рассеянного гамма-

резонаясного излучения когерентными акустическими полями,

наблюдался и исследован эффект осцилляций интенсивностей линий модуляционного мессбаузроЕскої о спекхрь рассеяния и предложена.! способы их практического применения;

2. Экспериментально обнаружен и исследован эффект влияния лазерного излучения на явление гамма-резонанса и показана возможность применения мессбауэровской спектроскопии для наблюдения и изучения

’ Л

оптико-акустических эффектов в твердых телах, ’гго расшир..ст возможности как мессбауэровской. так и лазерной спектроскопии;

3. Исследованы особенности дифракции рентгеновского излучешгя на поверхпосттї кристалла в присутствии импульсов поверхностных акустических волн и предложены способы их практического применения;

4. Исследованы особенности янфракшги рентгеновского излучения

присутствии поверхностных акустических золн, и предложены способы ] практического применения. ,

5. Исследованы особенности дифракции - лазерного излучения ' когерентной акустической дифракционной решетке и предложен спос практического применения.

Практическая значимость .диссертационной работы заключается следующем:

' 1. Создан метод для регистрации оптико-акустических сигналов измерения их параметров на основе мессбауэровской спектроскопии;

■ 2. Создан метод издеерешея параметров вибрации на ост рентгеновской дифракции;

3. Создан метод измерения несовершенств поверхнос монокристаллов на основе рентгеновской дифракции;

4. Создан метод для регистрации и измерения параметров аэро-гищ сейсмсакустических колебаний на основе мессбауэровской спекгросхопи.

5. Создан метод измерения акустической добротности ви^ ..систеь резонаторов на основе мессбауэровской спектроскопии;

6. Создан стопроцегшюк эффективности двумерный модуля] лазерного излучения.

Оездвные полгаанял аяшямме на чацпггу сформулировагш в разя« "научная новизна" и "практическая ценность".

Публякаллн._ По теме диссерташгй опубликованы 8 работ.

Cxp:.’rrjpa__iLJiaie.4_^accearaiiiiH. Диссертационная работа состоит введешш, четырех глав и заключения, изложенных на 158 страши: гклгочая 53 рисунка и Ь’ таблиц, списка лигературы из 152 цанменонашгй

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ Р.ДЮТЬ:

Re-___üEüzeKHi: о jucHOüauL. ¡¿тггляльнс-сп- їг.чм ді-.са р-;ьк5:::

сфрркулированк цель лсслело:>ьілї5, научная повисни. праіспічсхк—^ ценность и основные згшкшгемке полохану: лписертазпісглісн ркоот

В_первой..гя2Ее Гфоьеден аи&лкз якісргтурнкх данных сокременип ^ состояний мсссбнузровгкой и псптгсііовсксп спсктроскопин г:г:: атгустачссиі:: еоідєЕствил:-:. рьсс'іотреіп • ьзпрлсь; мсліуляллн .•хг.-рікт.' «алучения акустическими волпа:лп. Н? основе &налкіа литератур:;!л лаіпп-Хі ко!гкрстиги;ч>в«:к лель у. льлгв!пс::ие исслслоьдїчлл

Ее____хпроі:___глиг.о онисглил методика ?>;спе?ігмсшг.. ^лтлл'агр-

лГ^гілл леслслолллнл л мелолліл. р'~слп;фр?ллг : лслєпла^л" л Л'ЛЛ" erren рлл.

£_____г;іїії£іі__гл-еїї їллік-лсніл р-сулл ллл ^¿слерллсллаг-нлл

лсслелотатн л оПльсттт каиуллелспл^ чегеСлузролекс: л. рстлпл’лслсл л лазерне: с илл>чеялл с тлерлыпл . сл. -л; лгл і-л стлчссілл; ьослелсл^л:.

F ? 3.1 п>мГґ,с;гс;Г)Л рсзулк: лпл лс:лслллїнля ллллслстїлл: легерлггллл 'лллтріллл:ольг\ холсбашт нь рс-зскан^ьч:« р^сеелпл: мсссОич’стчя.і.ксіг-кглучсітя ялра?гл гс ’ рьсселйггсля. Для соїлашіл л уессОрузрр-ьсіх-’л рісселлілеле ксгсргллг; л-: ультразвуковых лллгуйілг" Слілї. сл\;р;лл

сгтеиийлытзй алустіглсслал ;логсгг-. ксіс.са*: лсеслелиьлл:' і.ь'соці"

добротность сисгеугь: ттрсчлл ':л.лтол;--;ллл’іл:і-гасееллгле:л> к .о.т-тссолис^

- гоьклдаат гслгелсл ::j.іпєз.лгп* со-ладахсхщ \- ; - а .■ o* ona:icz¡^:. ''а:--.-с закт'глле-не лозпеля

’раз.-,.а: гс~;ела"ї-сп лакзиміііііо аіхаагні^ ;і однородно і

_.. ::^у'с лглря;:;гїіда позггхгггся а: ііреибразозателю

тдааа.:;; зтіуч-:.! л^пгаяїпюй электрод:. напыленного і ;:pa a і.лгло rroaarxiис~ нг:о0ра2озатсля. К лзугой егоронз делиіа т< „_го_--; псдктеїїллаа сд : ..--cS.-yopoaa'Cial paccc;iíKiT¿u,-Oo;¿,;u :іс" а;е:оч:ен ехалн толщиной і2 ліхм, равномерно нагннугсй между дну? vO'r '.СХПрИЧССКИМН кольцами. З собранную, такіш ободом, кховсту чег озсгепіе » кояьие залигає юя обработанный ультразвуком глицерин, качгсхзе рабочей изиельзуегсд цгїагадькая часть преобрпзоиателд Га-сеяватгля диаметром ІС и:л. Огдотглз снимается мессбаузровсхпй спек цог:ющ«іия кержайеюхасй стали в зависимости от напряжения т!ьо-}0!;рсо0р-а'202ате.".с та рлбором частоты ! условие сгоччгй волны) лаігр;скеш!я либиваснея осігялляшій алтснсиїзнсстея ко.чпон«;

: i'XÇvWur.OHKoro спектра при минимальной интенсивности чосмлпсяк линий.

Затем лля получения. х,м«решиой модудлшш и наблкхкь асдюаыний интенсивностей компонент модуляционного меесбауэрсвскс еггсхтра £ геометрии обратного расседнкя сішнтшіляшіошіьін детехл перемещается в положение, з котором он не "видит" мессбауоровсх

А~ .

исто-іклх со ', а толысо зггякт рассеиватель со стороны иіпсчн* излучения, в которое основной вклад дают ялернсе резонансное рассся* Ге.з отдачи и релеевскос рассеяние.

При зозбутклении б рассеивателе ультразвуховых колебаи

• ;аСга.уэроаский спектр рассеяния кержавеюшей стали изменяется: в î

п

«

о

5І

fi

с:

и:

I

О

О

tn

Р.

О

Ö

О

У

fl

â

H

;ч

а

О г?

&

С

í:

’-і

О

м

X

а>

Г

о

Ґ

?»

Й

р

ч

к

ti

у

■м

а

о

К

а

компонент от капрялсіпія на врсоирагсз&тепс

i Î. •;

Р ’ Г ■:

о і..

Ui

'•) о

g й

/5 ►;

Гі

5

G

S

О

Ь'

К

ЇЇ

*“1 а>

5á Я

£1 ¡4

S LÍi

Г:

О

С)

н

í;¡

І-

р о

гл Р

а> Г>

і и

£

§

tri

о

, g

G ?:■

Sí

її í;

t:

i.:

І й

r; B! «.« Vi

«

.'-;'т ..г •, . . ■ ...■ — ;о:'п гі^іУ-сіімГі л ;і: лчул^ес ” 12 ч

■/- г--. ._ ,;т::і^.л. -

''"'і:':'.:.-“-Vі ^ < об::а.іі': л.огу: коллегу

-' ' :.уу:<и-:с';:«::гх к гір:: ііиинмолсіїтат

" І': Х_’3 ХЛ - ’. X у ' XX X ' ':ЛХ„ХХХЛ ■ ■ і.. X:‘:.-;Л:; Оі{Ті ;чЄЛЛГ ЛОЛХ'ЛХЛіОЛЛ

ерлхіл хри лаллх ілслн,.ххгі ллсрглл основало роль играет тенлов; л: :.-:аикзм ;гаер<а!л:ш .аусгцчси^х їхали, гознихаюших «$сл-;.гсгв!

еалллрехлл солухаеолл ,} пичгсхвм иллучснійл учнсгкоз иещеспга. Пі лролехл піт г.рзс-',£а;о"..:іт; знерги;: не ¿хсмз оігтчсская-теплоза хол лхчееххя.

З зз;^::-2іі= хеллілохн 0г:гс*-ч0-гсгс-лг4сс.<сго эффекта, а:<уоті:чсс’>:

■ лЛтлисллс рал'гсетранлл'ох л оопалгг ;г модулзіруег ?:есс^зуэгэвс:< привей;» х ххлїілініо л,ориь; сггсхтра.. ііз аіиді: •••.••-оси-іузі'он'.-хого елехлл лхголол ооратнаґі задачи мохно оярслеж хара:.;егр;л лху;ллтеехол.' хозоулхленлч: Іхрла Злнзка х трсугольихіі.

лллглтула А. - і.22 хг-лі лрх ло;лнслх леєрного кзлу-іліня л. = 12 мі Уналогллкал форна слехтрл лзаухаетея при зозблкд&пни в образне хо'Лоііібх) 5лс:сіромс;-лшгкг:-:ого нноратора акустического сигнала

змшеярішсісгптами параметрами

2 хс.л>зу шмелен:іл форм:; мгсгоарронохого о не гетра хелеустл

• • ллххе хл. холеоаний шзоряг л рззультатлг эксперимента, при хигор; л лта хлеменлал 2азяс;імос,п. интенсивности мессбаррозсхого нхтученз Г'- хо;> схело работа мкоілханального анализатора синхронизирована : "улхеом лазера л х результате подучаем изменение интенсивное

мсссбауэровского излучения во времеші, которая описывает треугольную форму п соответствует форме акустического воздействия (см. рис. Зд). Из временного модуляционного спеїлра можно определить не только форму л амплитуду оптико-акустического сигнала, но и временные характеристики процесса. Возможность использования мессбаузровской спектроскопии и исследовании оптико-акустических эффектов в тверды?: телах расширяет возможности как мессбауэровской, так и лазерной спектроскопии.

Б § 3.3 приведены результаты исследования воздействия импульсов поверхностных акустических волн на дифракцию рентгеновских лучей г геометрии Брегга. Блок-схема эксперимента приведена на рис. 4. Б этой схеме от начала прямоугольного импульса напряжения с высокочастотным напошіением резонансной частоты, который подается на элеюромеха-иический преобразователь встречно-штыревого типа (ниобгт лития У2-среза) Формируется стартовый импульс. который поступает на старювкй вход время-амітлктудлого прсоОра• ователя (БАЛ). Ка вход "стоп" ВАП поступают импу.ъ>сы с: сіішпіїлллцііоішоїо дстгкторс.. которкс въяя&иЛ дифрагированными квантами, и соответствуют определенному моменту времени, связанной: с определенной фазой прямоугольного импульса. Ка выходе ВАТТ появляется импульс напряжения. величина которого пропорциональна времени между стгртокым и стоповым им?ту;а>саь:и. Выходной импульс ВАЛ поступгет ка блок амі. тітудіюго анализ,: анализатора. В результате получаем распределен’»: дифрагироваины:

рентгеновских къ&нтов во прем сіп; »относительно импулься ''старт:-;“;. Н рис. 5 приведены результаті,! зксперіп-ігіпс. -огда на леркос г гтор; ’■ систему электродов полается напряжение прямсуголькой 6*из>ік и поверхности преобразователя ттрейпают навстрс^-’ дг’-т прямоугольные импульсы поверхностной я.г'.’с'гнческоп ваш’.. •';.^пу;і:.с.-

..... ■ .ггЛс-озііі;;.;^.;- л:і;;;г:агпио:::-іл;о;

.;......г.. зл .. :зл‘л: ■.: ::у;:.,л л Улл з лолл. о:;ол с ллллз'л

.лл-лого •. • • л". т-л:уг;л:лл,іл. • У:... л-;л .• :.зргл:

лл л:ллл:>: і ¿Б) з облает?; п -..-хрч.гли акуслгіес'-сих «гчпу-іьсо» дме

_-;сз:о ло'пліл'злос гззимодзлзтьллВздичлл:; офоокли. олілсцт

. ллдл:утл лголзїлл-лілч импулзсо:, у о: ллллн ях кзаимодг{їСпзак.Чг злзллл-, ллллрг.іпзл .зл чіллиііс лл^ггл леллкзлпого езалч !сУстг.:ш, кол;рзтл лоотигает .хіалолмун^ лрл палгом лерзлрлллїг лолл" зол ГТси пэ^сйуь/хсм У'.счох.т-гни'і тлнулъссв эти: зф'Ьехт умгньсгагт

ч.'.“-’!. 2,А'£. О'. ' у ^ 1 ІС.1.С, \йл чі^уСО-іІ їж - г

л - :::гс~г::;даш;^ :* ^-/льта;:?. 3:и м?ло;і>;с іі^с'Л'О ::ак с^ерт^ лу :■:::;¡¿.і.:-;.. Т»кг~-г ззуїзол. мгт:■.; ?«пг;но;-.с.<с-'с- 'луут-лслг:: ::о ~:ст 'л лзлзльзозлл :о:ллл *лл* лозл^л-зллллг лтуллноз^сгх у етроле :н лі П-~. ко и олсралин пролзюялчлс зип.ш усгпойсгзалш.

Б- <: 3.4 ::р;:^слс!!3і рсзу;п>тапд исслгдосажш влияния стс;тч •хіочзркноспіин лхч-іїгчссхой долны в кристаллических подложках ллллі>ллло рентгеновского лолулзтшя и геометри» Брэтта. Б злелгримеіг; нслоль.їоі'.алсеь рсятгзловслос ігітучеіше от труб;е-і с моліюдеиові анолоіх, которое тталагг под углом Брэгга па отрзокающие ішоскос лузоброзезілглсі; встречпо-штыргвото типа из таарна УХ-среза (плоско: ■і 120>> л шиоага ліпи;* УЗ-срсзи (плоскость (!Ю5>). Дмфрапіровгш-

рентгеновское излучение геп:етріір>егся стшгпляииолннм детекторе:.*, имггульск от которого анализируются многоканальным анализаторе* .і. работающим з рех:::ме ?г;мскнс1о анализа ¡і синхронно с фазові. ПЛІ5. Исследована зависимость интенсивности дифракнии ст характеристик ПаВ вдоль и поперек его волнового вектора, а также о угла а между тангенциальной составляющей волнового вектора падающего излучения и волнового вектора ПАБ. Результаты эксперимента приведены на рис.7. Интенсивность дифрагированного рентгеновского излучения Л д.*,. в зависимости от уїла а проходит через максимум, который соответствует направлению потока энергии ПАВ и позволяет определить ;>тол ее отклонения от направлення волнового вектора ПАБ. т.е. анизотропию подложки. Сканирование рентгеновского лучка. вдоль и поперек ПАБ позволяет визуализировать ПАВ и исследовать ее распространение по поверхности подложки, определить форму и профиль ПАБ, се затухание и расходимость фяс. г;.

В § 3.5 приведены результаты экспериментальных иеслезовашш дифракции лазерного излучения на одномерной и двумерной ультразвуковой дифракционной решетке, влияния когерентности (пространственной однородности) ультразвука и фазовых соотношений составляющих ,тг.у.уернои ультразвуковой решетки на глубины модуляшш г. дифракционную картины.

На когерентность ультразвуковой дифракционной решетки влияют такие факторы • ка::: условия на границах пьезопреобразователь-

акустическая склейка, акустическая склейка-кристалл модулятор, неоднородности ПО толппше II ПЛОТНОСТИ акуСТИЧССХОЙ склейки, способ закрепления пьезояреобразователя на кристалле и необходимость получения высокодобротной системы преобразователь-склейка-кристат:.

При создании в оптическом. кристалле когерентной. двумерн акустической. решетки необходимо учитывать взаимодейсгвис Д1 ^з^имоисрпенцикулярнкх акустических палил области акусто оптически взаимодействия, их фазовые.' соотношения. Изменением частоты. УЗ во изменяются постоянные двумерной, дифракционной решетки ( а = л., изменением амплитуды УЗ волн изменяется глубина модуляции управляется интенсивность дифракционных максимумов в ух ДНОр&КХКЮКНОИ решетки.

Для реализации вышесказанного проведены эксперименты, качестве оптического кристалла, в котором создавалась двумерная ' решетка иепользозадся молиблат свшша, а источником продолыг ультразвуковых золи служили пьезокварцевые пластинки Х-сре. генерирующие продольные колебания па частоте 12 мГн. Источник! ■'¡пгичсского излучения служил лазер (Я = 0,63 мкм)с выходной мошност

кристалла. УЗ волны в направлении [001] и [010]. Для передачи УЗ источника к кристаллу использовалась специальная акустическая улош примененная при когерентной УЗ модуляции мессбауэровского излучен >'5 3.1). При различных -степенях когерентности УЗ волн, создают тзумгрнугс дифракиноштугс рсш-сп-су были измерены интенсивности свет; ;г ’фракционных .максимумах. Результаты приведены на рис. 10. Крива? с;-ответствует случаю, при котором имеет место практически Ю( к-.'герептность УЗ поля, кризая 2 - 20% когерентности УЗ поля, а кривая г.гакхически полной нсхогернтности УЗ поля. Зануление света в основн тчфрахпионном макспь.геме ' г.е. 100% глубина модуляции) при ноли

На рис. U приведена дифракционная картина з случае одномерной (а) н двумерпох} (б) когерентной УЗ решетки с вааямоперпсицшсжрнылги волновыми векторами. Меняя мощности и частоты УЗ волн можно занулигь дифракционные максимумы различных порядков в любом угле двумерной решетки, т.е. целенаправленно сканировать стопроцентную модуляцию света з двумерном пространстве.

B_sensepioüLr.”!ase описаны практические применения полученных я Предыдущих главах результатов исследований.

В § 4.1 описан мессбауэрозсхнй детектор лазерного излучения, работа которого основана на знсохсй чувстзигглыгости явлешет гамма-резонанса х параметрам нхустэтеехн:< гсолебашш, зезпикшпх в мессбауэрс^сг-сом поглотителе вследствие оьтлхо-ахус'ппггсхого эффекта. Параметры оптпхз-ахуспкеского сигнала 'гугствнтельиы х параметрам оптического излучения. Вслед станс этой корреляции интенсивность мессбауэровского излучения

Oijp* ь-iO Л v.-* J. -■ ■ „ - ¿i: . ’ О _!--”• -'.-ir". *í П " СЛ’ТГ т. 2

изменения ЩГГеНСИИКОСТМ Мессбауэрозсхой ЛИНИН Л1 МОЖНО онрел- "ИТГ> .мощность лазерного излучения ? 'А — -у/р).

В § 4.2 описаны блок-схемы микрофона, гидрофона и сейсмо-приемниха (см. рис. 12), работающих на оскояе эффекта Мессбауэра. Достигшие этих устройств акустические колебания инфразвухогзй, звуковой и ультразвуковой частоты модулируют мессбауэровское излучение интенсивность .которого ссуциллирует so времени. Модулированное гамма-излучение. несущее информацию о параметрах аэро-, гидро-.

сейсмоакустичесхих сишалов поступает на детектор, преобразующий гамма-излучеиие в алскгричесхие импульсы, которые затем поступают на с;:сг"м% усиденил, зиалтса к обработки, поедет леляюший собой анадшысл ка базе 3Í3M. На тис. i3 v,::e4':*,;;ihte чссеоаузроуские 'дглг-р''

модулированные акустическими колебаниями. распространяющиеся воздухе, возе її земной коре.

Іі § 4.3 описан способ измерения добротності; вибросистем резонаторов методом мессбаузровскоі: спектроскопии. Б этом .мсто; снимается интенсивность линии гамма-резонанса как функшія частої акустических колебаний и по резонансной кривой определяет добротность исследуемой акустической системы (0 = &Д2 - Г]).

В § 4.4 зга основе результатом исследования влияния характерисп ПАВ на интенсивность дифракции ретптеновского излучения опис способ ддя контроля качества п характеристик устройств на поьерхноспг: акустических волнах: анизотропию, потери и искажения ПАВ из-за ди ракшш. разориенташюнкые эффекты и т.д..

В § 4.5 описан способ определения параметров вибрап

рештенодифракционным метолом: на свободную поверхно:

пьезокристалла, который прккреияен к вибрирующему оСі>сиу, под у£г* Брэгга направляется пучок рентгеновского излучения. На позерхнос пьезокристалла создаются стоячие поверхностные волны. Вибрация объ« приводит к перемещению пьезокристалла со стоячими акустически волнами, что приводит к изменению во времени угла Брэгга. Из времени спектров дифрагированного рентгеновского излучения можно определ: амплитуду, скор лъ. ускорение, частоту7 и направление вибрации.

В § 4.6 описан способ и конструкция (рис. 14) двумерного модуляті лазерного излучения на перпендикулярно перссекакшіихся когерєнп ультразвуковых волнах. Двумерная когерентная УЗ решетка создаете; кристалле молибдата свинца с помощью спениальных акустических кіоі прикрепляемых к оптическому . кристаллу в двух взаим перпендикулярных направлениях. Изменением частоты и мощности

мо:хпо -.гаиулпть шггеис.пшсег.: д*<ц:р-г,уп1от:шлх -.г--.-.-- n \\

• узле дптмегно;; рсшегхл. v.с. ск^.>п»ptiirb езст -лсдплг^ллюл ;viv-3:ii^ofi

яох/лшиш к язучгртточ! простри: юте.

В 'ja:c:;ü4c:!:r;i еформудпге^а:::.; г-: ■ , -■'■здуле:г!;:.*е "■

,;;iccc~':'5u:i0;;bc::; габс;е.

'Z-züomvj.' :•! резулыа;а:.ы ЛЛ-.С'ЛЛ p-о;cv:jr:o!v:;:

1. /Зсслелопало зоалейстзис л.ггскст.гл'О’ПЕгК ультра: зукллых тсолеоаний на интеисявиость лясе;л;;л;л;; ллзйл месеЛауэролсхогс

L'r,-^v?'I"T'’T :r“ ' т’ ••'■i • , !ii^f-*v'T л -у";г"— г;- тг'г

ллтелелшгастси лгеметпенлок лиллУ л ; ллгужухозих са'с.пгп'ои >\г;уллллон7::;г:; >.;:ес1'аузро?,з:сег_' .лслгп уд.-.;;:-:it--:x пг:; лг-лт ■:

■ л'.-лл ;л :л: :*лллллггк:л:; УЗ л:олсл";ллл л прз.сл'Ч^лси ¡лс луолслтлал 'лолу.:уг,гла рас-елнлогс месебарропского излукния.

2. Зксл^ртгментально ясатсчо&ша оес-оенкоеть модулкшст ?• itfccSayopoBcxoo иглучгния при о(5лучешш мессбауэроискпго пегло'пггллл лазерном nxi;~icii};c.'-r. Показана возможность применения мессбауэрспсхо:5 спеххроехотп; лля псследойанчл ол^ихс-алустггчесхггх эффектов з тверд:.1Х телах. >по расипшяст возможности голов меесбауороксхой и лазерной спектроскоштл.

3. Экспериментально ясслелойака оссСсшюгть дифракции реНТГС!ICECICOl'O КЛЯУЧОНИЯ при зозиужденкн па ПОЗерХНОСПГ MOHOSCpiiCT-'Ufja

импульсной поверхностной акустической волны большой амплитуда Показана возможность применения метода рентгеновской дифракции пл исследования нелинейных акустических эффектов ПАВ.

4. Экспериментально исследовано влияние поверхность акустических волн на дифракцию рсштеновского излучения. Показат возможность использования метода рентгеновской дифракции дг исследования характеристик дифракционного поля и параметров ПАВ.

5. Исследовано влияние пространственно!! однородное (когерентности) двумерной ультразвуковой решетки в области акуст< оптического взаимодействия на глубину модуляции оптического излучега к потребляемую акустическую мощность. Показано, что подбором фазові соотношений и амплитуд акустических колебаний можно изменя целенаправленно параметры двумерной ультразвуковой решетки управлять интенсивностью дифракционных максимумов в узл дифракционно# решето? шлоть ло их згттлеиия.

6. Предложен способ измерения слабого .лазерного излучения методе месебауэровекой спектроскопии.

7. Предложен способ регистрации и измерения аэро-гидр ссйсмоакуетических волн методом МСССб2>'ЗрОВСКОІ5 спектроскопии.

8. Предложен способ измерения акустической добротности вибросистем и резонаторов методом мессбаузровской спектроскопии.

9. Прехюжен способ определения параметра анизотропии устройо иг поверх;¡остных акустических волнах методо?.: рентгеновской яифргкни

10. Предложен способ определения параметров вибраний метол ре; пте но веко й дисі іракці 11 і.

11. Предложен стоиролекпнлй эффективности двумерный модула оптического излучекк::.

.. ,;vn:- c.i" . Г--(V

~Л:ирр ¡Jp.a; \r v;:uyri.; nbuhi;u:0::n|;

,-1г."пСл;::;пу. :•■' 1гЛ, C.^ii.'nü'TVii;.;;: л:ил;;'.

"П". • •. sti.'.v.vi «ai wT-'cr;ii!i;iccr*. i.u9n. .'Г ~

~ L 11- L'A',, ' A;.A.;.uu¡.v: .^-A.. ¿'«j:;!.'.:!; ii.i. q

■'Гтг(\.1ь;];1лса:;^я :9'^. ' ' !

j 1— ;; TA, A.l. Z.: ,l ;u ii ;cr:in 'l

-:::nriy:cirn ::4i:.d. u-iniiüiucnr; A' 2X. С nMi'ij^ibHLih ''lo.Li-iVciih "ГТг:о-,1М]:гге:т:г;';;

С':.0СТТ?С:П{С^Г7,'', A'

!■ Азсг=пгп ¡..A., Ar-Aaiian A,r., Marcur/ur.ian 5.W., Хесгппап A.L. oaisrnic-Hvdrcacoustic: nacsAinc; and M^as'jrirs Зуз"-згг: Ззззс or Моззоайог cffsc’;. Ь'Тз'пчАог'-з! Sv^noап ird'js',Acpüoit'on«, of tгч Моззbau” -тгаст. !SIAiV!:'55. Jo.'wnosourg. South .-«rncj, < 336.

5. X';.;!i.= non L.A., Hfiro'jtvuriэп AV!., -'o^n-rian A.L.. HaroA ~i~n 3.4.

3' ,А'Ая.се imcf-.^fecticrf,. ! 3!А;'■./!■£' 3“.

6. Гчс:лр:п1 Л.A., А“>т:о;гхг Э.М., .\;гт:онл;1 C.О.. Катары п..7. Каблголение С(глпсо-ак7!г;7Шссхэго эффекта •.■'гголом гамма-рсзонанскс^ vnc:cr?c¿копии. Ярсггршгг ИППФ-]-96, Ереиал. iP96.

А Аруттон'пс Э.М.. Котаряя Д.Л. Д;здр;шпгя рсхптсиор.сксгс ид зстр'пиьгл -шгА-рчпсспшл ¡исусгнчсскж полиах G?~;;nuA: äMirrrrvu-i. Прглршгг ИППФ-3-Sc. Eperau, 1995.

о. Лрупопяп Э.М.. Кочарян А.Л. Форма месебауоропскогэ спектра ри-ссяния при молутании когереитлыл: ультргизукоч. Препринт ИПГТО-2-95, Ереван, !996.

о»-*

I;:'í---------------------;------------------

i.iü'- f f 1 Ü=Gs

iОС

uc

ÍOS

ÍOO

w.v.v*"

• V=9¿b

£.42,6 У,b.

■ •* ;

* •» .

:S ,

V .. • • s-

/j

IOS-

í 1141,2»

.s А. А /V -

.¿-.UV V,v 'V -Л

íf ' Í.Oirf* » r.„ V-{c,!b !

‘СГ * “* " !

r

í/^

¿.05

ІО iOi■ ÍÍO 2CC

KhHíAí;

.. ¡r=vr

. » s. ,Cí>- -• ,

ркс.І. Мессб&угроЕ-ci:;:k спектр pücce?.-ш:я неряавеюгеЕ стг

-ТН ПОД БОЕЛ.еЙСТВКе! КСГЄрсКГНКХ УЗ KCJZÍ

?к^.£. Гр&?і:к 3£tï.:;! іТісгн кэтенсивкоет* іізї.т.с-нєіі- іескбауг; ского спектра разсі нкя кархавез’леїі ст; сг £лга:;:г;да поггр. і-:;:;: УЕ і:олейі.к:::..

í. r.t

c*а.--.^ч

Tir-Í л~~

:

ІЗг і * ■> '_

г

? г

• -!.

Г -

о,? ;-

О.іг,

3 = 0 :

-,Ч - і,.»г

~~'Г

'5 -- -'¿ГІГ

/Ч X ’ .'ч vL

Т7Г

'-2 гл

17с

---:-г

¿ш

, Г. .■ ~_

хглгг-.

ГГЗі

ІІГ.З

-2 -7 G -í -2

С .-{QpCCTb, МH/CzX

?r,"-3- :!ззсса;/эрйвсхиЯ злсктр гзгло^ен:.л ?Й* з

::>ї:г':'д и »лго зтз^/.тннс'' осс£zyopoзсяя;? спвкго (Д- под зоз-

лз.';'Т"і:е!- :азесг-’оги н2-:у'іол''п.

І ГШггтЩ

Р.УЗК.:

А

..LgTcKTûr-

W'

е^ЁЬЗ

~і дТ;рц;(р.^»}~;

~Г

усили гаш

-Ь'?ячур^П

ГЭУкГи

ЗАП ÍJ

'ГУЪТЪРЦКГСфг

.* НАЛиЫ

ГДР і ___________і

г-лс.л. Блох-охгуч э;-с"эрл?!ента по ;л:іракп;:;і рентгзясн-схого аззучэг-йкт ні :”!лульсах ПАЗ.

1

і

Гне.5. Врькенная зависиис;

VIН Т С Н С К В H СЗ С Т V. ДI v р р Ь. Г1 р О Б -1 :

ного рентгєHDBCKcro Ksxps :i:;r er £Л'::^игу;:г; дагу-ъсс; ü/*Àj •

•і я

! "

о 20 40 60 20 <С,г?аЭ

РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПАЗ

1/и

т

I.

0& V •* V •* V V V V -

І л/-20‘

о

% ч 6 мм (яа) здоль пдз '

'“Г П

«У V

ПОПЕРЕК ПАВ

МІ-і Ц'і)

Рис.7. Зависимость относительной интенсивности дифрагированного рентгеновского излучения от угла меаду тангенсиальной составляющей его волнового эзхтора и золновкм вектором ПАВ (для кварца).

Рис.8. Зависимость относительной интенсивности дифрагированного рентгеновского излучения при сканировании здоль и поперек распространения ПАЗ (для нисбата лития).

?ис. 9. Схе:<:атичзс :сз е изображение распрсст нения ПАЗ по подлепи из н’/обата литнл.

Рис.10.График зависимости интенсивностей дифракционных каксимумоь лазерного излучения от степени когерентности У£ дифракционной решетки.

Рис.II.Зависимости интенсивностей дифракционных к&ксиыумов лазерного'.излучения от-аизлитудк УЗ: а-однэ«ерная когерентная УЗ .ресетка,б-двукзрнал когерентних УЗ решетке..

■ ■ * - - * " ' ■

ккснаузрозскхя гидрофан (й

¿2ЛАГЗ П ОГ/ОТ '<(Г ЕЛ ь

зодснгпроиии.

_}1амгРА_

:ам:

НЕ&глуэйозсх. , "СгисмсдАгчи.ч

' (II

-ЗЕМЛЯ

| АКУСТИЧЕСКИЕ ЗСЛНЫ

Рис.12.Блок-схема микрофона, гидрофона и сейскоприемника, работавшего на основе эффекта Уессбауэра.

Рис.14.Конструкция модулятора лазерного излучения ка двукерной когерентной УЗ дифракционной решетка 1-пьезопреобразо-ватель,2-акусткчЄскал склейка,3-опткчес-

W' г-*’ч»

г-»'-г*“

лоткктєль,6-контакт,9-радиатор,ІО-отвєрс-тие для входа лазерного луча,Il-канал эа--ЛИЕКИ склейки.

- :]iu6u3x]p ijüqiicîijlm i]i]fmijfmjijqb

iftt]qilqijuí¡ 3qp qmfdiuQmiimih qmijßmfhuliup Іш]яі1пфггштіі Buçmnutjmhihufilmi;

QqiIulnlditimülTi qmfdiupijnqiïirçij iJdfmbmnmy rçilfrmjqbtnl !}пф6їрті!фі|І! i]q Iqjithtji, -p

ÆUqqqiurehubusjüub liu]iümhml) piuürjmiiq T\ flüqïiUmn qvjtaquüihtjqtjutfimuí’jm IqiMn -mqmumu jiulmdqp iifm mjlrruh q ijiufchin]u{imilmr¡4 ffiqi¡ ‘rtulfi ijfmij!5t)mt]çi]ü rçmfrçqbihrjqu îidqgrpufehuSqlibm ijiiqi]i]rjfciujBqübrnn]ui{i qüfmçb ?u 6qmdr¡ т) iJ’Jqdbmeiiuqd qilqqchjlm qijdimul]m qilfmdfiuTjüqiimp qq lqjiihi|ü {luüuelqji nmfqqbihqq^j 'r

:ndqqi}iurdiu’Ju]imiImi}ij i]dqqmi]muï]nmüihf]qhrm rjdfmiiqbml 7} qmfilqiumnnuffi r¡ q jreiqfmliitjü flïqil ‘Bdfurrjiiq r¡mV]mí¡L¡i¡iniut]m-mfii|úi'mo q íqliüiill! jiuí]mqmbq ü/mijmu'qrimilthiiqirm qmfitpumdnufp jYmilqnrjtjpLirrm tirçiJb, ~

:і)тіі5ітіГпиІ!ир 6unrrinub,uü«5iufiimi; ijqüuVitjibbrraim iimfdiu'juinrjqihi}!1, ilclfmbrnnmy rjijin’mnmnubqu-mnprnb tjmjulS :¡ iQpbrnijir.íjrritiit tj Ddhirrjiiq і|Гіти|5аіПй6по liüqrjqiuWiutiilnijqüíqLj i)íiqQb tWihqqhui qmiüqwrnrirrjífi qui[6rnniuiii¡n q Iqfuhq-ij ^

'üi]qr(3nuirtjL¡rri Imfriihqq qq Iqpfimúif} :iiqc;[¡rnn Ti llqijüudqn durj nq Iqn^'JrnSmum miíji íjmpijq liüqqarjiufüüin í)m]iSrmhn nnilh. iliiqpdfiuTitlq іЛгшІШ'ігшіфіІіі iJdqijdtnibminrijj mjfmüqbml n qmfqqbihqqy ‘qnnrnqubqu-mpnTiTO üdqqqiur-chüSqtipm ifuqqüiiim hijihmuf>m пЦГтеїГіитцїч^тр. qijimrihuinyii] Т) rçmrjTïi'.lndümm ‘ф^ГтЬпштр qiKrnÜqbrrV! ‘ijqfrnçüqb ihqqùqijuq piuüqqqijr.ùnrm t^Ubr, ijq lq]iÜL¡nrr¡íip.'i:ir.'rj ¡luuüuinimqmy rçrr.hmrçpiiutj)

Æqmngfrnliinïl iluqqarnhmbrnqd qrnpamüül] piuínVqUnr4qíb Ti pnn¡iuf€h»Tthi’i> ЬпптЛг T¡ 0nrnp6rnbiimb ijUqTyjiK'Dn ijrmijß^nvj -фіШ nmiqqb’.hijqii т) l!íniiIÍTn:^nmTJ;h¡iqrnn i¡mrdqiu:nriaufn q çrs',}rJqp^ ÜSnrriintnrJl'ii йфз;тиЬифп!Г. r¡rr.rtíiururJmi]qüim nrab,rrauornr;r¡i:;d

dnmfchuihijbrannmn mb,iJbuç; ilnniimp tinijhi - /.ü'i’O'ÎO piuSmqii ijrnídiuírnrprn rjmfdniSqiium hvjüimuhrr. üüqbiirnp Cuiju qmftíiuSrjt’oronjuih íjuqrjdímtxnurnp r.n^mmîrjmr.pvuUü.îiq’j ;bq.¡ ij-jntlrr.n кпц^ s4lïT1,*I ^íurníi^