Оптоакустика
 
Содержание исследований    Современное состояние исследований
Исторический обзор Исследования в Акустическом институте
Прикладное применение Лаборатория оптоакустики
 

Содержание исследований

Оптоакустика - область научных знаний, охватывающая эффекты возбуждения звука лазерным импульсом или модулированным по интенсивности световым пучком. Акустический импульс, распространяющийся из области, поглотившей оптическую энергию, - одно из основных проявлений эффекта взаимодействия лазерного излучения с веществом.
 

Исторический обзор

Оптоакустический (ОА) эффект, открытый А. Беллом в 1881 г. и описанный также в работах В. Рентгена и Д.Тиндаля, был вскоре надолго забыт. Новый этап в исследовании оптоакустического эффекта и возможностей его применения для анализа конденсированных сред начался с появлением лазеров. Знаменательным явился 1962 год, когда независимо друг от друга Уайт в США и А. М. Прохоров с сотрудниками в СССР обнаружили эффективное возбуждение звука в конденсированной среде под действием лазерных импульсов. Несмотря на отсутствие в те годы ясного понимания природы явлений, лежащих в основе такого преобразования, быстро определились перспективы приложений эффекта. В качестве одного из важных возможных приложений названа гидроакустика. Уже к 1964 году относится приоритет патента на акустический генератор Бревера и Рикхоффа. Именно в нем содержится предложение использовать область фокуса мощного лазерного луча в качестве импульсного лазерного источника интенсивных звуковых колебаний с высоким коэффициентом преобразования оптической энергии в звуковую. Достигнутый авторами уровень сигнала давления свыше 0.1 МПа позволил авторам предложить данный источник как для технологических приложений, так и для исследования океанического дна. К настоящему времени результаты как наблюдений эффекта, так и результаты разнообразных применений составили обширную библиографию.
 

Прикладное применение

Исследования оптоакустических эффектов представляют фундаментальный и прикладной интерес. Например, применительно к жидким средам выделяются две задачи, для решения которых применяется импульсный оптоакустический эффект. Это - задача комплексной экспресс-диагностики разнообразных жидких образцов и задача создания мощного дистанционно возбуждаемого источника звука для океанографических, технологических, хирургических и других приложений.
О высоком прикладном потенциале оптоакустики свидетельствует, например, тот факт, что число публикаций по данной проблеме в журнале для химиков "Analytical Chemistry" превышает аналогичный показатель для фундаментальных изданий "Ultrasonics" и Journal of the Acoustic Society of America.
 

Современное состояние исследований

Современная оптоакустика - быстро развивающаяся область научных знаний, привлекающая большое число специалистов во всем мире. Регулярно проводятся конференции по опто(фото)акустике, выпускаются сборники трудов конференций и коллективные монографии в серии "Principles and Perspectives of Photothermal and Photoacoustic Phenomena". Научные издания разного профиля охотно публикуют статьи по этому направлению. Для специалистов, студентов и любителей профессор Золтан Бозоки (Zoltan Bozoki), Венгрия поддерживает в сети Internet рассылочный лист по адресу pa_and_pt@physx.u-szeged.hu.

Успехи оптоакустики - во многом заслуга ученых бывшего СССР. Систематические исследования фундаментальных вопросов оптоакустики в нашей стране скоординированно начаты в 1973 г. коллективами под руководством профессоров Л. М. Лямшева и К. А. Наугольных (Акустический институт имени академика Н. Н. Андреева), профессора Ф. В. Бункина (Физический институт имени П. Н. Лебедева), профессоров С. А. Ахманова и О. В. Руденко (Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова).

Направления исследований российских организаций в области оптоакустики в 1980-х-1990-х гг.

Наиболее значительные результаты за рубежом в области оптоакустики получены в IBM Research Laboratory, Университете Брауна, Институте Макса Планка, Токийском университете, Высшей технической школе Цюриха и других центрах.
 

Исследования в Акустическом институте

В Акустическом институте работы в области оптоакустики ведутся с начала 70-х годов под руководством профессоров Л. М. Лямшева, К. А. Наугольных и С. В. Егерева в рамках специально созданной Лаборатории оптоакустики.