Способ возбуждения акустических колебаний Советский патент 1977 года по МПК G01V1/02 B06B1/00 

(54) СПОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ В образце возникает магнитоупругая волна, распространяющаяся вместе с процессом фазового перехода вглубь образца. После окончания светового импульса происходит релаксационный процесс возврата в первоначальное ферромагнитное состояние. При этом происходит расширение образца - увеличение его удельного объема. Таким образом, при прямом переходе из ферромагнитного состояния в паромагнитное под воздействием светового импульса и обратном переходе в исходное ферромагнитное состояние после снятия светового импульса в пластине возбуждается акустический импульс колебаний. Минимальная плотность потока энергии активации магнитного фазового перехода в арсениде марганца световыми импульсами видимой области спектра составляет 0,01 - 0,1 вт/см. Следовательно, при этой энергии в поли-или монокристаллической пластине арсенида марганца возникают упругие акустические колебания. В поликристаллических пластинах арсенида марганца эквиатомного состава процесс распространения оптического магнитного фазового перехода имеет изотропный хорактер. Возникающие при этом переходе акустические колебания также являются изотропными. Для монокристггтлических пластин фазовый оптический переход развивается в кристаллографическ ом направлении (002). Именно в этом направлении возникают максимальные акустические колебания при воздействии световых импульсов. В других кристаллографических направлениях в этом случае возникают малые акустические колебания или они вообще отсутствуют. Экспериментальная проверка предлагаемого способа заключается в проведении исследования акустических колебаний в поли- и монокристалических пластинах арсенида марганца эквиатомного состава при воздействии световых импульсов видимой области спектра с плотностью потока энергии 0,01-0,1 ВТ/СМ . При этом площадь поверхности пластин составила 1 см при толщине 0,5-1 мм. На одну из поверхностей пластины наклеивался пьезодатчик из сегнетокерамики на основе титанат бария. Размер датчиков, использовавншхся при исследовании, составлял 0,2 мм толщиной и 5 мм длиной. На свободную от пьезодатчика поверхность пластины воздействовали при нормальных условиях световыми импульсами с плотностью энергии 0,01вт/см На фиг. 1 приведены формы наблюдаемых импульсов светового 1 и акустического 2. Длительность развертки осциллографа - соответственно 50 мксек. Световой импульс измерялся фотоэлементом СЦВ-51, сигнал с которого подавался на один из входов двухлучевого осциллографа С1-17. На второй вход осциллографа подавался сигнал с пьезодатчика. На фиг. 2 приведены формы импульсов акустических колебаний, наблюдаемых при воздействии одинаковых по форме и энергии световых импульсов и использовании идентичных ддтчиков акустических колебаний в монокристаллической пластине 3 с поверхностью, параллельной базисной плоскости (002), в монокристаллической пластине 4, параллельной плоскости (110), и поликристаллической пластине 5. Из сравнения импульсов видно, что максимальньш акустический импульс возникает в монокристаллической Пластине, поверхность которой параллельна базисной плоскости (002). Таким образом, применение предлагаемого способа возбуждения акустических колебаний в твердом теле позволяет снизить плотность потока энергии световых импульсов с 10 -10 вт/см до 1СГ -10г вт/см Использование способа возбуждения акустических колебаний в различных оптикоакустических системах дает возможность преобразовать световые импульсы с плотностью потока энергии 10 -10вт/см в акустические импульсы колебаний. Формула изобретений 1.Способ возбуждения акустических колебаний в твердом теле путем воздействия световыми импульсами на поверхностный слой тела, отличающийся тем, что, с целью снижения пороговой плотности потока энергии световых импульсов, в качестве тела воздействия используют кристаллическую пластину из сплава на основе арсенида марганца эквиатомного сплава. 2.Способ ПОП.1, отл ичающийся тем, что воздействию пЬдвергают поверхность пластины, параллельную базисной плоскости (002). Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Физика магнитных диэлектриков, М., Наука, 1974, стр.284. 2.Гутфельд Р.. Физическая акустика Мир, т.5, 1973, стр.267.

. /-ч

ч - l

ал«- ,,

,„- 5 SSS

..ж

/

-: И