Акустические импульсы в слоистых средах: структурные особенности распространения и применение в диагностике материалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.06, кандидат наук Карабутов, Александр Александрович

• Карабутов, Александр Александрович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Карабутов, Александр Александрович

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

ГЛАВА 1. Наблюдение акустического аналога осцилляций Блоха при

распространении импульсов в многослойной структуре

§1.1 Введение

§ 1.2 Слоистая среда как акустический аналог сверхрешёток

1.2.1 Распространение акустических волн в среде, состоящей из твердотельных

и жидких слоев

1.2.2 Акустический аналог теоремы Блоха

1.2.3 Области прозрачности слоистых структур

1.2.4 Ширина области прозрачности

1.2.5 Параметры полосы пропускания слоистой структуры, состоящей из N пар слоев

1.2.6 Акустический аналог внешнего электрического поля

1.2.7 Распределение энергии внутри слоистой структуры

1.2.8 Зависимость расхождения пиков пропускания от градиента обратных толщин

§ 1.3 Экспериментальная реализация

1.3.1 Экспериментальная установка

1.3.2 Исследование дифракционного расхождения акустических волн в эксперименте

1.3.3 Измерение полосы частот используемых преобразователей

1.3.4 Спектр пропускания слоистых структур при различных градиентах обратных толщин жидких слоев

1.3.5 Экспериментальное наблюдение акустического аналога осцилляций Блоха

§ 1.4 Результаты и выводы к главе 1

ГЛАВА 2. Определение упругих свойств слоистой структуры с помощью оптико-

акустических сигналов

§2.1 Введение

§ 2.2 Отражение коротких импульсов от границ слоистой структуры

§ 2.3 Способ измерения коэффициента отражения оптико-акустических

импульсов от границ слоистой среды

2.3.1 Измерение коэффициента отражения оптико-акустических импульсов от границы слой-нагрузка

2.3.2 Отражение оптико-акустического импульса от границы «слоистая среда-нагрузка»

§ 2.4 Измерение упругих параметров слоистых сред

2.4.1 Схема и характеристики экспериментальной установки, зондирующий импульс

2.4.2 Обработка оптико-акустических сигналов

2.5.3 Модельная двуслойная среда с поглощающем слоем

2.4.4 Результаты измерения модельного двуслойного образца «дюралюминий-эпоксидная смола»

2.4.5 Результаты измерения модельного двуслойного образца «ПММА-эпоксидной смолы»

§ 2.5 Исследование акустических характеристик композитного материала из

алюминиевых слоев, склеенных между собой стеклотканью

2.5.1 Исследуемый образец

V

2.5.2 Результаты измерений в композитном материале

§ 2.6 Результаты и выводы к главе 2

ГЛАВА 3. Использование фокусированных оптико-акустических импульсов в

задачах профилометрии, виброметрии и диагностике материалов

§3.1 Введение

§ 3.2 Схема экспериментальной установки

§ 3.3 Распределение акустического поля фокусированного оптико-

акустического преобразователя

3.3.1 Экспериментальные измерения характеристик фокусированного ОА преобразователя

3.3.2 Теоретическое исследование характеристик фокусированного пучка

§ 3.4 Профилометрия образцов с неплоской поверхностью

§ 3.5 Исследование структуры композитного материала с помощью

фокусирующего оптико-акустического преобразователя

§ 3.6 Использование фокусированных О А сигналов в виброметрии

3.6.1 Экспериментальная установка

3.6.2 Экспериментальное наблюдение колебания поверхности объекта, погружённого в жидкость

§ 3.7 Результаты и выводы к главе 3

ГЛАВА 4. Исследование особенностей отражения ультразвукового пучка под углом

Рэлея в клиновидном слое жидкости

§4.1 Введение

§ 4.2 Численное моделирование отражения от границы «жидкость-твёрдое

тело»

4.2.1 Моделирование методом углового спектра

4.2.2 Численное моделирование методом конечных разностей

4.2.3 Результаты численного моделирования методом конечных разностей

§ 4.3 Экспериментальное исследование особенностей отражения

ультразвукового пучка от границы «вода-алюминий» под углом Рэлея

4.3.1 Схема экспериментальной установки

4.3.2 Теневой метод наблюдения акустических полей

4.3.3 Результаты измерения

§ 4.4 Результаты и выводы к главе 4

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БЛАГОДАРНОСТИ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Акустические импульсы в слоистых средах: структурные особенности распространения и применение в диагностике материалов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы

Исследования распространения акустических волн в слоистых структурах проводятся на протяжении достаточно длительного времени [1, 2]. Интерес к соответствующим явлениям обусловлен тем, что слоистые структуры широко распространены, от искусственных конструкций типа фильтров с периодической структурой до естественных сред, таких как атмосфера или океан, которые также можно описать слоисто-неоднородной моделью. Поэтому изучение свойств волн в слоистых средах, материалах и конструкциях до сих пор остаётся актуальной научной и научно-технической проблемой. Интерес представляют как выявление вызванных слоистостью особенностей распространения упругих волн, так и использование волн для получения информации о структуре и свойствах этих сред [3-8].

Волновые процессы различной природы (например, акустические и электромагнитные) подчиняются ряду универсальных закономерностей и математически во многом описываются одинаково. Эта общность проявляется, в частности, и при распространении волн в неоднородных средах. Важным их классом являются слоистые структуры, которые характеризуются изменением параметров лишь в одном направлении. В общем случае волны могут распространяться как вдоль этого направления, так и под углом к нему. Сами слои могут быть как однородными, так и неоднородными, в том числе анизотропными [9]. Класс соответствующих задач, относящихся к электромагнитным волнам, широк. Одним из примеров является дифракция рентгеновских лучей в кристаллах, выступающих для них естественной периодической средой. В случае оптического излучения похожих эффектов можно добиться, создавая искусственную регулярную слоистую структуру, к примеру ОаА5/А1хСа1_хА8 [10, 11]. Подобные среды применяются для пространственной и частотной фильтрации световых волн. Такие же среды используются и в физике твёрдого тела для наблюдения различного рода квантовых эффектов [12]. Другим известным применением являются многослойные диэлектрические покрытия, используемые для снижения или повышения коэффициента отражения света от

поверхностей линз и зеркал. Аналогичные явления наблюдаются и в акустике [13-17]. Для создания в среде периодических неоднородностей можно изменять в ней коэффициент преломления путём какого-либо внешнего воздействия. Для световых волн этого можно добиться за счёт акустооптического эффекта, пропуская свет через распространяющуюся в той же среде акустическую волну. Соответствующие задачи решаются в акустооптике. Немало подобных примеров имеется и для акустических волн. Периодические структуры используются для создания фильтров на поверхностных акустических волнах (ПАВ) [18]. Для возбуждения ПАВ при этом применяются встречно-штыревые преобразователи. Задавая различные толщины электродов и расстояния между ними, можно сконструировать фильтр с требуемым откликом. Слоисто-неоднородные модели пригодны и для описания распространения акустических волн в природных средах, характеризующихся большими масштабами, например, в задачах акустики океана. Наибольшее внимание в данной области в начале 50-х годов прошлого века уделялось описанию распространения акустических импульсов в толще океана для гидролокации и подводной комуникации. В связи с этим выделялось несколько моделей, таких как мелкое море (толщина 10-20 длин волн [19, 20]), глубокое море [21] и прибрежные воды. В данный момент больший интерес вызывают гидроакустические исследования структуры [8] дна для поиска полезных ископаемых на шельфе. Другой пример - геологоразведка и сейсмография [22], где интерес представляют изучение и применение упругих волн в слоисто-неоднородных твёрдых пластах. В медицинской акустике ультразвуковые волны используются для интроскопии внутренних органов, при этом волны могут пропускаться через кожный покров, который является средой с параметрами, плавно меняющимися вдоль одного направления. Отдельной важной областью применения ультразвука является неразрушающий контроль [23]. В промышленном производстве все большее распространение получают слоистые композитные материалы. Они могут быть изготовлены из различных компонентов: металлов, полимеров, стеклотканей и т.п. Как правило, такие материалы используют в тех случаях, когда необходимо получить высокую механическую или термическую прочность вдоль определённых направлений. Подобные проблемы решаются, например, в авиации и космической технике [24, 25]. Для укрепления стандартных материалов всё чаще используются тонкие слоистые покрытия. Они позволяют получить материалы с широким диапазоном механических и теплофизических свойств и значительно повысить прочность изделий при незначительном увеличении веса.

Несмотря на то, что слоистые среды встречаются в самых разных областях науки и техники, основные законы распространения волн в них, по сути, практически одинаковы. Используя эту универсальность, можно многое узнать о закономерностях распространения волн определённого вида, проводя эксперименты с волнами другой природы в аналогичных (в смысле влияния на волны) условиях. Изучение такого рода аналогов может оказаться полезным, как для практических приложений, так и для достижения понимания сложных явлений на основе излучения более простых моделей.

В большинстве из упомянутых выше задач о распространении волн в слоисто-неоднородных средах используются монохроматические или квазимонохроматические сигналы. Гораздо меньше проведено исследований с использованием импульсных возмущений. Для импульсных сигналов, частотный спектр которых широк, появляются новые особенности. Особый интерес представляют короткие видеоимпульсы, длительность которых меньше времени прохождения звука через характерный масштаб неоднородности слоистой среды. Подобные звуковые импульсы, например, могут быть возбуждены оптико-акустическим способом, путём поглощения коротких лазерных импульсов. Использование таких сигналов весьма перспективно для диагностики материалов, но многие возможности их практического применения пока в полной мере не раскрыты и не исследованы.

Цели и задачи диссертационной работы

В соответствии с изложенным, основной целью диссертационной работы ставилось теоретическое и экспериментальное исследование особенностей распространения акустических импульсов в слоистых структурах и их использование в диагностике материалов. Для достижения поставленной цели было намечено решение следующих практически значимых задач:

1. Экспериментальное исследование акустического аналога осцилляций Блоха при прохождении акустического импульса через многослойную квазипериодическую структуру.

2. Разработка методики измерения волнового сопротивления элементов слоистой структуры с помощью оптико-акустических сигналов.

3. Изучение возможности обнаружения расслоений в плоскослоистом композитном материале на основе анализа отражений коротких оптико-акустических сигналов.

4. Создание фокусирующего оптико-акустического источника широкополосных импульсов для измерения рельефа поверхности твердотельных образцов, помещённых в иммерсионную жидкость.

5. Использование фокусированных оптико-акустических импульсов для виброметрии твердотельных пластин, помещённых в жидкость.

6. Наблюдение фазовой структуры поля отражённых волн при падении ультразвукового пучка на границу слоев «жидкость-твёрдое тело» под углом Рэлея.

7. Экспериментальная реализация условий возбуждения под углом Рэлея «втекающей» неоднородной волны на границе твёрдого тела с клиновидным слоем жидкости.

Научная новизна работы

1. Экспериментально реализован режим распространения акустических импульсов в слоистой среде, позволяющий наблюдать акустический аналог явления осцилляций Блоха, известного в физике твёрдого тела.

2. Предложен новый метод анализа оптико-акустических сигналов, позволяющий определить волновое сопротивление элементов слоистой структуры и обнаружить расслоение в ней.

3. Создан фокусирующий оптико-акустический излучатель коротких импульсов для измерения рельефа поверхности твердотельных образцов, помещённых в жидкость.

4. Проведено экспериментальное наблюдение тонкой структуры акустического пучка, отражённого от границы «жидкость-твёрдое тело» при падении под углом Рэлея.

5. Экспериментально реализовано возбуждение новой граничной моды, соответствующей растущей поверхностной волне на границе раздела «жидкость-твёрдое тело».

Достоверность представленных в диссертационной работе результатов

подтверждается проверочными численными и физическими экспериментами, а также

соответствием результатов экспериментов априорной информации и теоретическим

расчётам.

Научная и практическая значимость работы

1. Экспериментальная реализация акустического аналога осцилляции Блоха подтверждает универсальность этого явления для волновых процессов разной природы.

2. Разработанная методика измерения акустического волнового сопротивления элементов слоистой структуры перспективна для использования в материаловедении многослойных композитных материалов и покрытий.

3. Использование фокусированных оптико-акустических сигналов для измерения смещения отражающей поверхности позволяет исследовать вибрации твердотельных образцов в оптически непрозрачных и мутных средах, что полезно для решения задач неразрушающего контроля.

4. Применение фокусированных акустических импульсов субмикросекундной длительности с близким к гауссовскому профилем позволяет провести профилометрию поверхности объектов с точностью по высоте до нескольких микрон, что представляет интерес в сфере неразрушающего контроля.

5. Реализованный способ возбуждения «втекающей» акустической волны демонстрирует возможность сужения волновых пучков при отражении от плоской границы раздела, что может быть полезно для создания коллимированных пучков высокой интенсивности для различных научных и практических целей.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Акустический аналог осцилляций Блоха может быть экспериментально реализован при прохождении ультразвукового импульса через плоскослоистую среду, толщины слоев которой изменяются обратно пропорционально их номеру.

2. Эхо-импульсный метод с использованием коротких монополярных оптико-акустических импульсов позволяет измерить акустические волновые сопротивления слоев кусочно-неоднородной плоскослоистой среды, в том числе при наличии в ней высокочастотного поглощения.

3. Для поиска расслоения в многослойной структуре оптико-акустическим методом целесообразно использовать не отражённый сигнал, а его временную первообразную, монотонный характер убывания которой свидетельствует о наличии абсолютно мягкой границы.

4. Разработанный фокусирующий оптико-акустический преобразователь позволяет осуществить акустическую виброметрию объектов, погружённых в жидкость, в диапазоне частот от 0.5 до 500 Гц и виброскоростей от 3 мкм/с до 8 м/с.

5. Использование специальной конфигурации акустического пучка даёт возможность реализовать режим «втекающей» волны, позволяющий добиться уменьшения ширины акустического пучка при его отражении от границы раздела «жидкость-твёрдое тело» под углом Рэлея.

Апробация работы

Вошедшие в диссертацию материалы докладывались на Международной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2006» (Москва), X Всероссийской школе-семинаре «Волновые явления в неоднородных средах» (2006 г., Звенигород), XIX сессии Российского акустического общества (2007 г., Нижний Новгород), Международном симпозиуме по ультразвуку IEEE IUS 2007 (Нью-Йорк, США), Международном симпозиуме по неразрушающему контролю «NDT in Progress V» (2009 г., Брно, Чехия), Международном симпозиуме по ультразвуку IEEE IUS 2009 (Рим, Италия), XXII сессии Российского акустического общества (2010 г., Москва), II Международном симпозиуме по лазерному ультразвуку LU-2010 (Бордо, Франция), XII Всероссийской школе-семинаре «Волновые явления в неоднородных средах» (2010 г., Звенигород), X Европейской конференции по неразрушающему контролю ECNDT-2010 (Москва) и Симпозиуме по неразрушающему контролю «NDT in Progress VI» (2011 г., Прага, Чехия).

Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ №08-02-00368 и 11-02 01189, МНТЦ 3691 и стипендии Американского акустического общества для аспирантов.

Публикации

Основные результаты диссертации изложены в 15-ти печатных работах. Из них 3 статьи в рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК и 12 статей в сборниках трудов конференций. Список публикаций приведён в конце диссертации.

Личный вклад автора

Все материалы, вошедшие в данную диссертационную работу, подготовлены либо лично автором, либо совместно с соавторами работ, опубликованных по теме диссертации.

Структура н объём диссертации

Диссертация состоит из общего вводного раздела, четырёх глав и Заключения. Каждая глава состоит из короткого введения и выводов. Список цитируемой литературы содержит 122 наименования, общий объём работы составляет 116 страниц текста, включая 52 рисунка. В диссертации принята двухиндексная нумерация формул и рисунков. Обращение к формулам осуществляется в виде (2.12), что означает нахождение данной формулы во 2-й главе под номером 12. Аналогично производится нумерация рисунков.

Содержание диссертации

Во Введении обоснована актуальность исследуемой проблемы, приведен краткий обзор литературы, сформулированы цели работы, описано краткое содержание работы по главам.

Первая глава диссертационной работы посвящена экспериментальному наблюдению акустического аналога осцилляций Блоха (ОБ) во времени. В § 1.1 приводится обзор литературы об эффекте ОБ и экспериментальных наблюдениях аналогичных эффектов в оптике и акустике. Предлагается использовать слоистую структуру, состоящую из стеклянных пластин и воды между ними, в качестве сверхрешётки для наблюдения акустического аналога ОБ. В § 1.2 рассматривается распространение цуга акустических волн в слоистой структуре. Помимо этого анализируются зависимости параметров полосы пропускания (ширина, количество пиков и высота промежутков между ними) от отношения импедансов твёрдых и жидких слоев. Также показано, что внесение возмущения в периодичность структуры приводит к эффекту, аналогичному приложению электрического поля к сверхрешётке: расхождению эквидистантных линий пропускания, т.н. «лестнице Ванье-Штарка», делокализации энергии акустических волн внутри слоистой структуры. Это возмущение заключается в изменении толщин жидких слоёв в зависимости от их порядкового номера слоя таким образом, чтобы разность обратных толщин у соседних жидких слоёв оставалась постоянной. Эта величина является аналогом напряжённости электрического поля. В

результате моделирования показано, как зависит спектр пропускания от «внешнего поля». На основе полученных результатов была выбрана область градиентов обратных толщин, для которой аналогия верна. В § 1.3 описана экспериментальная установка и слоистая структура, которая выступала аналогом сверхрешётки. Приведены результаты измерения характеристик акустических преобразователей: полосы пропускания и дифракционной расходимости. Кроме того, приводятс спектры пропускания слоистой структуры для различных значений «внешнего поля», полученные экспериментальным путём. Для тех же значений «внешнего поля» была получена временная форма акустического сигнала, на которой наблюдаются осцилляции, аналогичные осцилляциям Блоха. В § 1.4 представлены результаты и выводы к главе 1.

Вторая глава диссертационной работы посвящена определению упругих свойств слоистой структуры с помощью оптико-акустических сигналов. В § 2.1 представлен обзор проблемы определения упругих свойств слоистых материалов и качества их адгезии. В § 2.2 рассматривается отражение короткого акустического импульса от границ слоистой структуры. Приводятся формулы для нахождения коэффициентов отражения от границ по амплитудам сигналов. Используя их и известный импеданс предыдущего слоя, вычисляется импеданс слоя, от которого произошло отражение. Данные формулы работают в приближении слабого поглощения. Для учёта поглощения предлагается анализировать не сигнал, а лишь низкочастотную составляющую по зависимости его первообразной от времени. В таком случае в качестве «амплитуды» будут выступать величины перепадов первообразной, т.к. они обусловлены низкочастотной составляющей и зависят только от коэффициента отражения. Поглощение оказывает влияние только на ширину перепадов. Таким образом, удаётся разделить затухание сигнала, связанное с коэффициентом отражения, от поглощения. Также приводятся и условия, при которых данная модель измерения адекватна. В § 2.3 анализируется зависимости полного коэффициента отражения от границы слоя (или слоистой среды) и нагрузки. Показана высокая чувствительность к изменению коэффициента отражения (R12) от этой границы вблизи R12 = — 1. В качестве примера рассмотрены случаи расслоения (между слоем и нагрузкой) и мягкой границы. Разница между коэффициентами отражения R12 составляла 20%. Экспериментально отличить их достаточно сложно, особенно в случае слоистой структуры. Различие же в составило -75%, что определить значительно проще. В § 2.4 приведены результаты экспериментальной проверки работоспособности метода по определению упругих свойств отдельных элементов слоистой структуры (волновое сопротивление, скорость звука и плотность). Это делалось на двух модельных

образцах, с большим поглощением ультразвука. Один из них имитировал слоистую структуру с сильным рассогласованием импедансов, а другой - со слабым. Оба состояли из двух слоев: эпоксидная смола, дюралюминивая пластина или ПММА. Эксперименты показали работоспособность метода, но накладываемые ограничения не позволяют использовать его для широкого диапазона толщин элементов. В § 2.5 приведено исследование композитного материала, состоящего из трёх тонких листов алюминия, склеенных между собой стеклотканью, на предмет выявления расслоений внутри структуры. Показано, что поиск расслоения и определения глубины залегания эффективней проводить не по сигналам, а по их первообразным. Это связано с тем, что отражение от расслоения маскируется переотражениями от предыдущих слоев. На интегралах это проявляется слабее, так как каждый перепад первообразной пропорционален коэффициенту отражения. В § 2.6 сформулированы результаты и выводы к главе 2.

Третья глава диссертационной работы посвящена использованию фокусированных оптико-акустических импульсов в задачах профилометрии и виброметрии. В §3.1 приведен обзор методов и средств, применяемых для исследования рельефов поверхностей и структуры образцов. Для решения подобных задач предлагается использовать фокусированные оптико-акустические импульсы. Благодаря тому, что они обладают малой длительностью, у преобразователя, который их использует, отсутствует

эффект. Поперечное распределение на источнике повторяет распределение

интенсивности падающего лазерного пучка - гауссово. Поэтому в фокусе нет боковых лепестков и отражений от помех вне фокального пятна. В § 3.2 приведена схема экспериментальной установки. Она состоит из оптико-акустического преобразователя, схожего по структуре с тем, что был использован в предыдущей главе, за тем лишь исключением, что к оптико-акустическому генератору была прикреплена акустическая линза из ПММА. Преобразователь закреплялся на трёхкоординатную трансляционную систему и помещался в кювету с жидкостью и исследуемым объектом. В § 3.3 исследуется поле фокусирующего преобразователя, диаметр фокальной перетяжки, глубина резкости. Они исследовались экспериментально по зависимости пика отражённого сигнала от координаты при трансляции преобразователя через резкий край пластины. Полученная зависимость имеет форму функции ошибок, т.к. распределение амплитуды в фокусе имеет гауссов вид. Также проводилось моделирование акустического поля в параболическом приближении. Численные и экспериментальные результаты достаточно точно совпали, за исключением величины глубины резкости, которая по расчётам должна быть больше. Это

отличие связано с ошибкой измерения диаметра пучка. Она растёт при удалении от фокуса, что и приводит к ошибке в определении глубины резкости. В § 3.4 приведены результаты экспериментального измерения профиля неплоской поверхности па примере монет. Высокое продольное разрешение прибора позволяет выявить небольшие отклонения по высоте у соседних элементов на поверхности монет, даже несмотря на то, что диаметр фокального пятна составляет практически 1 мм. В § 3.5 демонстрируется возможность использования данного преобразователя для исследования структуры композитного материала. В качестве модельного дефекта на нём был выфрезерован паз, который виден на отражённых сигналах по изменению задержки донного импульса. В § 3.6 предлагается использование данного прибора в задаче измерения вибросмещений объектов, погружённых в жидкость. Приводится пример измерения колебаний поверхности платины, погружённой в воду, движение которой задаётся ударным способом. Измерение производятся в одной точке с частотой 1 кГц, что позволяет наблюдать колебания поверхности в частотном диапазоне до 500 Гц. Высокое продольное разрешение и большая глубина резкости дают возможность измерять виброскорости в диапазоне от 3 мкм/с до 8.4 м/с. В § 3.7 представлены основные результаты и выводы главы 3.

Четвёртая глава диссертационной работы посвящена исследованию незеркального отражения ультразвукового пучка от границы «жидкость-твёрдое тело» под углом Рэлея. В § 4.1 приводится обзор литературы по наблюдению структуры акустическог о пучка, отражённого от границы «жидкость-твёрдое тело» под углом Рэлея. В § 4.2 рассматривается теоретическая модель отражения акустических волн от границы «жидкость-твёрдое тело» методом углового спектра и конечных разностей. Приводятся результаты моделирования, на которых показано наличие «нулевой полосы» у отражённого пучка и «смещения Шоха». Отражение представляет собой суперпозицию зеркального отражения и волны утечки. Из-за наличия последней, ширина отражённого пучка заметно шире, чем у падающего. Обращение его во времени, т.е. в нашем случае перенаправление обратгго на границу, должно привести к обратному эффекту: сужению отражённого пучка. Численное моделирование показало, что этого эффекта действительно можно добиться путём зеркального отражения. В § 4.3 приводится схема экспериментальной установки и результатой измерений. Съёмка акустического поля производилась с помощью импульсного шлггрен-метода. Это позволило наблюдать как распространение акустического пучка, так и его структуру в различные моменты времени. Процесс распространения можно разделить на несколько частей: падение узкого пучка на

границу, отражение широкого пучка, обращение отражённого пучка во времени, его падение обратно на границу, отражение пучка с меньшим диаметром. В § 4.4 приведены результаты и выводы к главе 4.

ГЛАВА 1. НАБЛЮДЕНИЕ АКУСТИЧЕСКОГО АНАЛОГА ОСЦИЛЛЯЦИЙ БЛОХА ПРИ РАСПРОСТРАНЕНИИ ИМПУЛЬСОВ В МНОГОСЛОЙНОЙ

СТРУКТУРЕ

§ 1.1 Введение

В физике твёрдого тела известен эффект осцилляций Блоха (ОБ). Он имеет квантовую природу и заключается в появлении периодически изменяющегося во времени электрического тока в пространственно-периодических структурах (например, в твердотельных гетероструктурах - сверхрешётках) при приложении к ним постоянного электрического напряжения. Частота осцилляций тока пропорциональна величине приложенного напряжения.

Эффект осцилляций Блоха характеризует поведение электронов в твёрдом теле, к которому приложено внешнее электрическое поле [26, 27]. Наиболее просто ОБ описываются в рамках квазиклассической модели. Согласно этой модели, при включении постоянного поля квазиимпульс электрона начинает линейно увеличиваться во времени. В соответствии с теоремой Блоха, для описания поведения электрона в твёрдом теле достаточно рассматривать только одну зону Бриллюэна. При движении в ней частица, доходя до одного края зоны, будет перескакивать на противоположный. Поскольку скорость частицы при квазиклассическом описании равна производной энергии по квазиимпульсу, при линейно растущем квазиимпульсе скорость электрона оказывается периодической функцией времени. Иначе говоря, возникает колебательное движение электронов, и поэтому в среде порождается переменный ток. Частота таких (блоховских) осцилляций составляет /в = еЕа/И, где е - заряд электрона, Е - напряженность электрического поля, а- период решетки, И - постоянная Планка. Указанный эффект

осцилляции тока под действием постоянного электрического поля противоречит привычным классическим представлениям [26].

Альтернативный способ объяснения блоховских осцилляций основан на рассмотрении энергетических уровней электрона. При приложении постоянного внешнего поля происходит штарковское расщепление исходно однородного энергетического спектра электрона на совокупность эквидистантных линий, называемых «лестницей Ванье-Штарка» [28]. Энергетический зазор между линиями составляет А1У = еЕа. Елоховские осцилляции имеют частоту /д = А\У/И и представляют собой квантовые

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Карабутов, Александр Александрович, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. БрехсвскихЛ.М. Волны в слоистых средах. Издательство Академии наук СССР,

1957.

2. Ewing W.M., Jardetzky W.S., Press F. Elastic waves in layered media. New York, Toronto, London: MGH, 1957.

3. Карабутов A.A., Кожушко B.B. и др. Исследование оптико-акустическим методом прохождение широкополосных ультразвуковых сигналов через периодические одномерные структуры // Акуст. ж. 2000. Т. 46, № 4. С. 509-514.

4. Мурашов В.В., Румянцев А.Ф. Диагностика состава и свойств полимерных композитов в деталях и конструкциях //Контроль. Диагностика. 2008. № 8. С. 13-17.

5. Мурашов В.В., Румянцев А.Ф. Дефекты монолитных деталей и многослойных конструкций из полимерных композиционных материалов и методы их выявления. Часть 1. Дефекты монолитных деталей и многослойных конструкций из полимерных композиционных материалов // Контроль. Диагностика. 2007. № 4. С. 22-31.

6. Мурашов В.В., Румянцев А.Ф. Дефекты монолитных деталей и многослойных конструкций из полимерных композиционных материалов и методы их выявления. Часть 2. Методы выявления дефектов монолитных деталей и многослойных конструкций из полимерных композиционных материалов// Контроль. Диагностика. 2007. № 5. С. 3142.

7. Гринюк A.B., Кравченко В.Н., Лазарев В.А. Реконструкция параметров осадочных слоев морского дна мелкого моря с использованием широкополосных сейсмоакустических источников // Акуст. ж. 2013. Т. 59, № 3. С. 354-362.

8. Фокин В.Н., Фокина М.С. Определение параметров морского дна по частотно-угловым резонансам коэффициента отражения // Акуст. ж. 2003. Т. 49, № 5. С. 687-695.

9. Nayfeh А.H. Wave propagation in layered anisotropic media with Application to Composites. Elsevier science B.V., 1995.

10. Ярив А., Юх А. Оптические волны в кристаллах. М.:МИР, 1987.

11. Schubert M. Infrared Ellipsometry on Semiconductor Layer Structures Phonons, Plasmons and Polaritons. Springer, 2004.

12. Sapriel J., Djafari R. B. Vibrations in superlattices// Surf. Sei. Rep. 1989. V. 10. P.189-275.

13. Дорот И.Д., Мачевариани M.M. Минимизация модуля коэффициента отражения полигармонической волны от неоднородного поглощающего слоя // Журн. прикл. механики и техн. физики. 1976. Т. 3, № 3. С. 169-174.

14. Дорот И.Д., Мачевариани М.М. Аппроксимации распределений показателя преломления в неоднородном поглощающем слое, близком к оптимальному в заданной полосе частот // Акуст. ж. 1977. Т. 23, № 4. С. 576-583.

15. Ильин В.О., Именитова Е.В., Чернышев К.В. Расчет непрерывных акустических согласующих систем // Акуст. ж. 1983. Т. 29, № 4. С. 483-488.

16. Именитова Е.В. О синтезе непрерывных согласующих систем// Вестн. МГУ. Сер. 3. Физика, астрономия. 1978. Т. 19, № 1. С. 483-488.

17. Именитова Е.В., Чернышев К.В. Синтез непрерывных согласующих переходов между стержневыми волноводами // Вестн. МГУ. Сер. 3. Физика, астрономия. 1981. Т. 22, № 4. С. 37-43.

18. Kino G.S. Acoustic waves: devices, imaging, and analog signal processing. Englewood Cliffs: Prentice-Hall, 1987.

19. Келлер Д.Б., Алувэлья Д.С., Барридж P. Распространение волн и подводная акустика / Под ред. Д.Б. Келлер, Д.С. Пападакис, Л.М. Бреховских. М. : Мир, 1980.

20. Баранов В.А., Григорьев B.C. Водный слой как измерительный инструмент// Акуст. ж. 1982. Т. 28, № 5. С. 588-596.

21. Галкин О.П. О структуре звукового поля в глубоком океане/ Ed. by Л.М. Бреховских, И.Б. Андреевой. М.: Наука, 1982. Р. 92-106.

22. Гурвич И.И., Боганик Г.Н. Сейсмическая разведка, 3-е издание. М.: Недра, 1980.

23. Ермолов И.Н., Ланге Ю.В. Неразрушающий контроль. Том 3./ Под ред. В.В. Клюев. М.: Машино, 2004.

24. Ан гипов В.В., Гращенков Д.В., Дворяшин В.Г. Авиационные материалы и технологии / Под ред. E.H. Каблов. М.: ВИАМ, 2012.

25. Антипов В.В., Гращенков Д.В., Дворяшин В.Г. История авиационного материаловедения / Под ред. E.H. Каблов. М.: ВИАМ, 2012.

26. Bloch F. Uber die quantenmechanik der elektronen in kristallgittern // Z. Phys. 1928. V. 52. P. 555-600.

27. Zener С. Theory of the electrical breakdown of solid dielectrics // Proc. R. Soc. Lond. A. 1934. V. 145. P. 523-529.

28. TsuR., Esaki L. Tunneling in a finite superlattice// Appl. Phys. Lett. 1973. V. 22. P. 562-564.

29. Leo K. Interband optical investigation of Bloch oscillations in semiconductor superlattices // Semicond. Sei. Technol. 1998. V. 13. P. 249-263.

30. Романов Ю.А., Романова 10.Ю. Елоховские колебания в сверхрешётках. Проблема тсрагерцового генератора // Физика и техника полупроводников. 2005. Т. 39, № 1.С. 162-170.

31. Sapienza R., Costantino P., Wiersma D. Optical analogue of electronic Bloch oscillations // Phys. Rev. Lett. 2003. V. 91. P. 263902-1-4.

32. James H.M. Electronic states in perturbed periodic systems // Phys. Rev. 1949. V. 76. P. 1611-1624.

33. WannierG.H. Dynamics of band electrons in electric and magnetic fields// Rev. of Mod. Phys. 1962. V. 34. P. 645-655.

34. Wannier-Stark ladders in one-dimensional elastic systems / L. Gutierrez, A. Diaz-de-Anda, J. Flores et al.//Phys. Rev. Lett. 2006. V. 97. P. 114301-1-4.

35. Bloch oscillations of atoms in an optical potential / B.M. Dahan, E. Peik, J. Reichel et al. // Phys. Rev. Lett. 1996. V. 76. P. 4508-4511.

36. Holthaus M. Bloch oscillations and Zener breakdown in an optical lattice // J. Opt. B: Quantum Semiclass. Opt. 2000. V. 2. P. 589-604.

37. Theory of photon Bloch oscillations in photonic crystals / G. Malpuech, A. Kavokin, G. Panzaini, A. Di Carlo// Phys. Rev. B. 2001. V. 63. P. 035108-1-11.

38. Optical Bloch oscillations in temperature tuned waveguide arrays / T. Pertsch, P. Dannbreg, W. Elflein, A. Brauer// Phys. Rev. Lett. 1999. V. 83. P. 4752^1755.

39. Coherent submillimeter-wave emission from Bloch oscillations in a semiconductor superlattice / C. Waschke, H.G. Roskos, R. Schwedler et al. // Phys. Rev. Lett. 1993. V. 70. P.3319-3322.

40. Monsivais G., del Castillo-Mussot M. Stark-ladder Resonances in the propagation of electromagnetic waves// Phys. Rev. Lett. 1990. V. 64. P. 1433-1436.

41. Martijn de Sterke С., Bright J.N. et al. Observation of an optical Wannier-Stark ladder// Phys. Rev. E. 1998. V. 57. P. 2365-2370.

42. Bloch oscillations of THz acoustic phonons in coupled nanocavity structures / N.D. Lanzillotti-Kimura, A. Fainstein, B. Perrin et al. // Phys. Rev. Lett. 2010. V. 104. P. 197402-1-4.

43. Sanchis-Alepuz H., Kosevich Yu.A., Sanchez-Dehesa J. Acoustic analogue of electronic Bloch oscillations and resonant Zener tunneling in ultrasonic superlattices // Phys. Rev. Lett. 2007. V. 98. P. 134301-1-4.

44.de Lima Jr. M.M., Kosevich Yu.A. et al. Surface acoustic Bloch oscillations, the Wannier-Stark ladder, and Landau-Zener tunneling in a solid// Phys. Rev. Lett. 2000. V. 104. P. 165502-1-4.

45. Бреховских JI.M., Годин O.A. Акустика слоистых сред. М.: Наука, 1989.

46. Пономарев А.Е., Булатицкий С.И., Сапожников О.А. Компрессия и усиление ультразвукового импульса, отраженного от одномерной слоистой структуры // Акуст. ж. 2007. Т. 53, №2. С. 157-167.

47. Kosevich Yu.A., Syrkin E.S. Collective oscillations of twin boundaries in high-temperature superconductors as an acoustic analogue of two-dimensional plasmons // Phys. Rev. B. 1991. V. 43. P.326-332.

48. Kronig R. de L., Penney W.G. Quantum mechanics of electrons in crystal lattices // Proc. R. Soc. Lond. A. 1931. V. 130. P. 499-513.

49. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1968.

50. Карабутов А.А., КобелеваЛ.И. и др. Лазерный оптико-акустический метод локального измерения упругих модулей композиционных материалов, упрочненных частицами // Зав. Лаб. Диагностика материалов. 2009. Т. 75, № 3. С. 27-33.

51. Бабичев А.П., Бабушкина Н.А., Братковский A.M. Физические величины: Справочник / Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат, 1991.

52. Bass R. Diffraction effects in the ultrasonic field of a piston source // J. Acoust. Soc. Am. 1958. V. 30. P. 602-605.

53. Нотон Б. Применение композиционных материалов в технике. М.: Машиностроение, 1978.

54. Диденко Н.И., Мачевариани М.М. Минимизация толщины неоднородного слоя при заданном коэффициенте отражения монохроматической волны// Акуст. ж. 1972. Т. 18, №2. С. 228-232.

55. Мачевариани M.M., Миронова В.В. Оптимальное распределение показателя преломления в неоднородном слое, обеспечивающее заданную звукоизоляцию монохроматической волны // Акуст. ж. 1975. Т. 21, № 4. С. 583-590.

56. Срочко В.А. Итерационные методы решения задач оптимального управления. М.: Физматлит, 2000.

57. Щевьев Ю.П. Анализ и синтез неоднородных акустических сред. Л.: Изд-во ЛГУ, 1984.

58. Matonis V.A., Small N.C. A macroscopic analysis of composites containing layered spherical inclusions // Polymer Eng. and Sci. 1969. V. 9. P. 90-99.

59. Stepanishen P. R., Stozeshi B. Reflection and transmission of acoustic wideband plane waves by layered viscoelastic media //J. Acoust. Soc. Am. 1982. V. 71. P. 9-21.

60. Клюев В.В., Вайнберг Э.М. и др. Новое поколение рентгеновских вычислительных томографов для технической диагностики// Дефектоскопия. 1991. № 1. С. 81-86.

61. Труэлл Р., Эльбаум Ч., Чик Б. Ультразвуковые методы в физике твердого тела. М.: Мир, 1972.

62. Adler L. Ultrasonic frequency analysis// Res. Tech. in Nondestr. Test. 1977. V. 3. P. 1-49.

63. Norton S.J., LinzerM. Ultrasonic reflectivity tomography: Reconstruction with circular transducer arrays//Ultrasonic Imaging. 1979. V. l.P. 154-184.

64. Буров В.А., Румянцева О.Д., Сасковец А.В. Акустическая томография и дефектоскопия как обратные задачи рассеяния // Вестн. МГУ. Сер. 3. Физика, астрономия. 1994. Т. 35, №6. С. 61-71.

65. Фадеев Л.Д. Обратная задача квантовой теории рассеяния // УМН. 1959. Т. 14, №4. С. 57-119.

66. Лаке П.Д., Филлипс Р.С. Теория рассеяния / Под ред. М.Ш. Бирман. М.: Мир,

1971.

67. Hsu D.K., Hughes M.S. Simultaneous ultrasonic velocity and sample thickness measurement and application in composites Hi. Acoust. Soc. Am. 1992. V. 92. P. 669-675.

68. Baldeweck Т., Laugier P. et al. Application of autoregressive spectral analysis for ultrasound attenuation estimation: interest in highly attenuating medium // IEEE Trans. Ultrason. Ferroelect. Freq. Contr. 1995. V. 42. P. 99-110.

69. Croce R., Calmon P., Paradis L. Modeling of propagation and echo formation in a multilayered structure// Ultrasonics. 2000. V. 38. P. 537-541.

70. Raisutis R., Kazys R., Mazeika L. Application of the ultrasonic pulse-echo technique for quality control of the multi-layered plastic materials // NDT&E Int. 2008. V. 41. P. 300-311.

71. Ермолов И.Н., Алешин H.П., Потапов А.И. Неразрушающий контроль. В 5 книгах. Книга 2: Акустические методы контроля: практическое пособие/ Под ред.

B.В. Сухорукова. М.: Высшая школа, 1991.

72. Papadakis Е.Р. Physical Acoustics(lst Edition) v. 12/ Ed. by W.P.Mason. New York: Academic Press, 1977. P. 277-375.

73. Rogerson A., Murgatroyd R.A. Defect characterization using ultrasonic techniques// Res. Tech. in Nondestr. Test. 1982. V. 5. P. 451-507.

74. Bell A.G. Upon the production of sound by radiant energy// Phyl. Mag. 1881. V. 11. P.510-568.

75. White R.M. Generation of elastic waves by transient surface heating// J. App. Phys. 1963. V. 34, no. 12. P. 3559-3567.

76. Rosencwaig A., Gersho A. Theory of the photoacoustic effect with solids// J. Appl. Phys. 1976. V. 47. P. 64-69.

77. White R.M. Elastic wave generation by electron bombardment or electromagnetic wave absorption//J. App. Phys. 1963. V. 34. P. 2123-2124.

78. Гусев В.Э., Карабутов A.A. Лазерная оптоакустика. M.: Наука, 1991.

79. Карабутов А.А., Пеливанов И.М., Подымова Н.Б. Неразрушающий контроль дефектов структуры графитоэпоксидных композитов лазерным ультразвуковым методом // Механика композитных материалов. 2000. Т. 36, № 6. С. 831-838.

80. Белов М.А., Карабутов А.А. и др. Диагностика пористости графитоэпоксидных композитов лазерным ультразвуковым методом // Контроль. Диагностика. 2003. № 2.

C. 48-54.

81. Мурашов В.В., Румянцев А.Ф. Определение прочности соединения деталей интегральных конструкций из полимерных композиционных материалов ультразвуковым методом // Контроль. Диагностика. 2006. № 4. С. 45-51.

82. Исакович М.А., Китайгородский Ю.И., Лямов В.Е. Маленькая энциклопедия. Ультразвук. / Под ред. И.П. Голямина. М.: Советская энциклопедия, 1979.

83. Park Soo-Jin, Lee Jae-Rock. Tensile and acoustic emission studies on carbon-bmi composites: effect of toughening aid on ILSS of composites// J. Mat. Sci. Lett. 1999. V. 18. P. 135-136.

84. Zukauskas E., Kazys R. Investigation of the delamination type defects parameters in multilayered GLARE3-3/2 composite material using air-coupled ultrasonics technique// Ultrasound. 2007. V. 62. P. 44-48.

85. Каневский И.Н. Фокусирование звуковых и ультразвуковых волн. М.: Наука,

1977.

86. Ахманов С.А., Никитин С.Ю. Физическая оптика. 2-е изд. М.: изд-во МГУ; М.: Наука, 2004.

87. Соколов С.Я. Ультразвуковой микроскоп //Докл. АН СССР. 1949. Т. 64. С. 333336.

88. Березина С.И., Лямов В.Е., Солодов И.Ю. Акустическая микроскопия// Вестн. МГУ. Сер. 3. Физика, астрономия. 1977. Т. 18,№ 1. С. 3-18.

89. Богаченков А.Н., Маев Р.Г., Титов С.А. Измерительный сканирующий акустический микроскоп с гармоническим зондирующим сигналом // Акуст. ж. 2000. Т. 46, №5. С. 601-608.

90. Quate C.F., AtalarA., Wickramasinghe U.K. Acoustic microscope with mechanical scanning// Proc. IEEE. 1979. V. 67. P. 1092-1113.

91. Lemons R.A., Quate C.F. Physical Acoustics/ Ed. by W.P.Mason. London: Academic Press, 1979. P. 1-92.

92. LudwigJ.B. Scanning acoustic microscopy// Surf, and Inter face Analysis. 1986. V. 9. P. 47-54.

93. Levin V.M., Blankand V.D. et al. Elastic properties of solid C_6o: measurements and relationship with nanostructure // J. Phys. Chem. Sol. 2000. V. 61. P. 1017-1024.

94. Wang L., Rokhlin S. Time-Resolved line focus acoustic microscopy of layered anisotropic media: application to composites// IEEE Trans. Ultrason. Ferroelect. Freq. Contr. 2002. V. 49. P. 1231.

95. Lemons R.A., Quate C.F. Acoustic microscope - scanning version // Appl. Phys. Lett. 1974.V. 24. P. 163-165.

96. Wilson Т., SheppardC. Theory and Practice of Scanning Confocal Microscopy. London: Academic Press, 1984.

97. Sheppard C.J.R., Wilson T. Effects of high angles of convergence on V(z) in scanning acoustic microscope// Appl. Phys. Lett. 1981. V. 38. P. 858-859.

98. Симонова B.A., Хохлова Т.Д., Карабутов А.А. Широкополосная фокусирующая многоэлементная антенна для оптико-акустической томографии // Акуст. ж. 2009. Т. 55, № 6. С. 822-827.

99. Симонова В.А., Поливанов И.М. и др. Поперечное пространственное разрешение многоэлементной антенны для оптико-акустической томографии// Акуст. ж. 2010. Т. 56, №5. С. 693-698.

100. Виноградова М.Б., Руденко О.В., Сухоруков А.П. Теория волн. М.: Наука,

1990.

101. Halliwell N.A. Optical methods in engineering metrology / Ed. by D.C.Williams. L.: Chapman and Hall, 1993. P. 179-211.

102. Сапожников O.A., Морозов А.В., Катиньоль Д. Акустооптическое взаимодействие при лазерной виброметри в жидкости // Акуст. ж. 2009. Т. 55, № 3. С. 362373.

103. Matar О.В., Remenieras J.P. et al. Ultrasonic sensing of vibrations// Ultrasonics. 1998. V. 36. P. 391-396.

104. Викторов И.А. Физические основы применения ультразвуковых волн Рэлея и Лэмба в технике. М.: Наука, 1966.

105. Lord Rayleigh. On waves propagated along the plane surface of an elastic solid// Proc. London Math. Soc. 1885. V. 17. P. 4-11.

106. Anscll J.H. The roots of the Stoneley wave equation for solid-liquidinterfaces// Pure Appl. Geophys. 1972. V. 94. P. 172-188.

107. van der Hijden J. H. M. T. Quantitative analysis of the pseudo-Rayleigh phenomenon//J. Acoust. Soc. Am. 1984. V. 75. P. 1041-1047.

108. TitovS., Maev R., Bogachenko A. Measurements of velocity and attenuation of leaky waves using an ultrasonic array // Ultrasonics. 2006. V. 44. P. 182-187.

109. Mozhaev V.G., Weihnacht M. Subsonic leaky Rayleigh waves at liquid-solid interface // Ultrasonics. 2002. V. 40. P. 927-933.

110. Scholte J.G.J. The range of existence of Rayleigh and Stoneleywaves // Geophysical Journal International. 1947. V. 5. P. 120-126.

111. Breazeale M.A., Adler L., Scott G.W. Interaction of ultrasonic waves incident at the Rayleigh angle onto a liquid-solid interface // J. Appl. Phys. 1977. V. 48. P. 530-537.

112. Булатицкий С.И., Сапожников О.А. Получение шлирен-изображений коротких акустических импульсов: математическое моделирование и эксперимент// Сб. трудов XVIII сессии РАО. 2006. Т. 2. С. 8-12.

ИЗ. SchochA. Seitliche Versetzung eines total reflektierten Strahls bei Ultraschallwellen // Acustica. 1952. V. 2. P. 18-19.

114. Declercq N.F. Fast beating null strip during the reflection of pulsed Gaussian beams incident at the Rayleigh angle// Ultrasonics. 2006. V. 44. P. el447-el451.

115. Declercq N.F., van der Abeele F. et al. The Schoch effect to distinguish between different liquids in closed containers// IEEE Trans. Ultrason. Ferroelect. Freq. Contr. 2004. V. 51. P. 1354-1357.

116. Bouzidi Y., Schmitt D.R. Quantitative modeling of reflected ultrasonic bounded beams and a new estimate of the Schoch shift // IEEE Trans. Ultrason. Ferroelect. Freq. Contr. 2008. V. 55. P. 2661-2673.

117. Matikas Т.Е., Rousseau M., Gatignol P. Theoretical analysis for the reflection of a focused ultrasonic beam from a fluid-solid interface // J. Acoust. Soc. Am. 1993. V. 93. P. 14071416.

118. Cleveland R.O., Sapozhnikov O.A. Modeling elastic wave propagation in kidney stones with application to shock wave lithotripsy // J. Acoust. Soc. Am. 2005. V. 118. P. 26672676.

119. Sapozhnikov O.A., Maxwell A.D. et al. A mechanistic analysis of stone fracture in lithotripsy//J. Acoust. Soc. Am. 2007. V. 112. P. 1190-1202.

120. Fink M. Time reversed acoustics // Phys. Today. 1997. V. 50. P. 34-40.

121. Брысев А.П. Крутянский JI.M. Преображенский В.Л. Обращение волнового фронта ультразвуковых пучков // УФН. 1998. Т. 168, № 8. С. 877-890.

122. Булатицкий С.И. Визуализация импульсных акустических полей теневым методом с использованием когерентного источника света. Дипломная работа. Физический факультет МГУ. 2006.

Список авторских работ

А1. Карабутов А.А. (мл.), Косевич Ю.А., Сапожников О.А. Осцилляции Блоха акустического поля в слоистой структуре // Акуст. ж. 2013. Т. 59, № 2. С. 158-169.

А2. Карабутов А.А. (мл.), Косевич Ю.А., Сапожников О.А. Осцилляции Блоха акустических полей в слоистой структуре // Сборник трудов XXII сессии Российского акустического общества и Сессии Научного совета РАН по акустике. Т. 1. - М.: ГЕОС. 2010. С 8-11.

A3. Karabutov А.А. (Jr.), Karabutov А.А., Sapozhnikov О.А. Determination of the elastic properties of layered materials using laser excitation of ultrasound // Phys. Wave Phen. 2010. V. 18, №4. P. 297-302.

A4. Karabutov A.A., Savateeva E.V., Zharinov A.N., Karabutov A.A. (Jr.). Contact laser ultrasonic evaluation of construction materials // Proceedings of «NDT in PROGRESS» V, Brno University of Technology. P. 371-378.

A5. Karabutov A.A. (Jr.), Karabutov A.A., Sapozhnikov O.A. Laser ultrasonic investigation of laminate disbonding // 2nd International Symposium on Laser-Ultrasonics - Science, Technology and Applications, Journal of Physics: Conference Series. 2011. V. 278. P. 012010-1-4.

A6. Карабутов A.A. (мл.), Карабутов A.A., Сапожников О.А. Исследование упругих характеристик слоистых структур // Сборник трудов XXII сессии Российского акустического общества и Сессии Научного совета РАН по акустике. Т. 2. - М.: ГЕОС. 2010. С. 5-7.

А7. Карабутов А.А. (мл.), Карабутов А.А., Сапожников О.А. Определение упругих характеристик у первых слоев плоскослоистого композитного материала // Труды XII Всероссийской школы-семинара «Волновые явления в неоднородных средах». 2010. [Электронный ресурс]. М.: Физический факультет МГУ имени. М.В. Ломоносова. Секция 1. С. 22-27.

А8. Карабутов А.А. (мл.), Карабутов А.А., Сапожников О.А. Обнаружение расслоений в слоистых материалах лазерно-ультразвуковым методом в эхо-импульсном режиме // Контроль. Диагностика. 2011. Т. 151, № I. С. 50-56.

А9. Карабутов А.А. Фокусированный лазерно-ультразвуковой дефектоскоп // Труды форума «Всемирного года физики в Московском университете». Москва. 2005. С. 89.

преобразователь. // Сборник трудов XIX сессии РАО. М.: ГЕОС. 2007. Т. 1. С. 135-

138.

А11. Карабутов А.А. Профилометрия с помощью лазерно-ультразвукового преобразователя // Материалы докладов международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2006». М.: МГУ. Т. 1. С. 32-33.

А12. Карабутов А.А., Подымова Н.Б. Лазерно-ультразвуковая дефектоскопия композитных материалов. // Труды X Всероссийской школы-семинара «Волновые явления в неоднородных средах». 2006. [Электронный ресурс]. М.: Физический факультет МГУ имени. М.В. Ломоносова. Секция 7. С. 40-42.

А13. Карабутов А.А. (мл.), Сапожников О.А., Карабутов А.А. Исследование возможности использования фокусированного лазерно-ультразвукового преобразователя для акустической виброметрии // Сборник трудов XXV сессия РАО. М.: ГЕОС. 2012. Т. 2. С. 119-122.

А14. Sapozhnikov О.A., Karabutov А.А. (Jr.), Mozhaev V.G. Experimental evidence for a growing surface wave and acoustic beam narrowing upon reflection from fluid-solid interfaces // Proceedings of the 2007 IEEE International Ultrasonics Symposium (New York, USA). P. 391-394.

A15. Карабутов A.A., Сапожников O.A., Можаев В.Г. Использование инвариантности к обращению знака времени в некоторых акустических системах. // Сборник трудов XIX сессии РАО. М.: ГЕОС. 2007. Т. 1. С. 246-249.