Физический факультет
Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова
МЕНЮ

Выпуск 6, 2016

Акустоэлектроника и акустооптика

Квази–ортогональное и квази–коллинеарное акустооптическое взаимодействие в поглощающей среде

Квази–ортогональное и квази–коллинеарное акустооптическое взаимодействие в поглощающей среде

П.А. Никитин, В.Б Волошинов

Разработана теория акустооптического взаимодействия (АОВ) в анизотропной среде, учитывающая поглощение электромагнитных волн и затухание акустических волн. Получены выражения для оптимальной длины и полосы АОВ. Предсказан невзаимный эффект, присущий только обратной коллинеарной дифракции.

Показать Аннотацию
PDF

Метод определения максимального значения акустооптического качества в оптически изотропных средах

Метод определения максимального значения акустооптического качества в оптически изотропных средах

П.А. Никитин

Предложен метод, позволяющий определить экстремальные значения акустооптического (АО) качества. Преимуществом данного метода является наглядность, а также быстродействие. Результаты могут быть использованы при проектировании высокоэффективных АО устройств, основанных на оптически изотропных средах.

Показать Аннотацию
PDF
Акустика неоднородных сред

Сравнение критериев тепловой абляции при нелинейных режимах облучения биологической ткани с использованием многоэлементной ультразвуковой решетки

Сравнение критериев тепловой абляции при нелинейных режимах облучения биологической ткани с использованием многоэлементной ультразвуковой решетки

Ю.С. Андрияхина, И.В. Синильщиков, П. В. Юлдашев, В.А. Хохлова

В работе сравнивались различные критерии тепловой абляции при нелинейных режимах облучения клинически значимых объемов ткани с использованием многоэлементной ультразвуковой решетки. Облучение ткани проводилось до того момента, когда на окружности некоторого радиуса тепловая доза не достигала порогового значения. Величина пороговой температуры выбиралась так, чтобы облучение прекращалось с использованием критериев температуры и дозы в один и тот же момент времени. Получены значения пороговых температур, эквивалентных величине пороговой тепловой дозы в конце нагрева. Далее рассчитывались объемы разрушений с использованием двух данных критериев. Показано, что использование критерия пороговой температуры с хорошей точностью соответствует критерию тепловой дозы при условии равномерного нагревания объема ткани.

Показать Аннотацию
PDF

Моделирование полей аксиально–симметричных сфокусированных излучателей ультразвуковой хирургии с использованием широкоугольного параболического приближения

Моделирование полей аксиально–симметричных сфокусированных излучателей ультразвуковой хирургии с использованием широкоугольного параболического приближения

И. С. Мездрохин, П. В. Юлдашев, В.А. Хохлова

Построен численный алгоритм расчета поля аксиально–симметричного источника мощного фокусированного ультразвука на основе широкоугольного параболического приближения уравнения Гельмгольца. Проведено численное моделирование поля аксиально-симметричного сферического излучателя с апертурой a = 5см, фокусным расстоянием F = 9см и частотой f = 1МГц. Полученное решение сравнивалось с точным решением дифракционной задачи и решением обычного параболического уравнения. Результаты показали, что относительная ошибка амплитуды давления в фокусе излучателя в решении для широкоугольного параболического приближения составляет 1–2% и 10–12% — при использовании параболического приближения. Время расчета конфигурации поля при использовании широкоугольной модели оказывается сравнимым с временем расчета на основе параболической модели, и на порядок меньше, чем для нахождения точного решения с помощью интеграла Рэлея.

Показать Аннотацию
PDF

Экспериментальное выявление особенностей распространения звука в мелком водоеме с помощью системы четырех вертикальных антенн

Экспериментальное выявление особенностей распространения звука в мелком водоеме с помощью системы четырех вертикальных антенн

К.В. Дмитриев, А.С. Липавский, И.А. Панков, С.Н. Сергеев, Е.В. Фадеев

Проведен эксперимент по распространению звука в мелком природном водоеме в условиях, когда его поверхность покрыта слоем льда. Прием велся синхронно с помощью четырех вертикальных антенн, расположенных на различных расстояниях от источника. Обнаружены волны, распространяющиеся как в слое воды, так и по дну водоема и определены их скорости.

Показать Аннотацию
PDF

Экспериментальное исследование гео-гидроакустических волн в условиях мелкого моря, покрытого льдом

Экспериментальное исследование гео-гидроакустических волн в условиях мелкого моря, покрытого льдом

Д.А. Преснов$^1$, Р.А. Жостков$^1$, А.С. Шуруп$^{1,2}$, А.Л. Собисевич$^1$, Д.В. Лиходеев$^1$, Д. Е. Белобородов$^1$, Ф.В. Передерин$^1$

Одним из источников информации о физических параметрах неоднородной среды является дисперсия скорости поверхностных волн, амплитуда которых экспоненциально спадает на глубине порядка длины волны. В случае мелкого моря для восстановления глубинных характеристик дна требуется регистрация «донной» волны, распространяющейся вдоль границы упругое дно — водный слой. Для регистрации этой волны, как правило, используют донные системы наблюдений, экспериментальные данные с которых накапливаются на карту памяти, которая после проведения измерений извлекается вместе с датчиком, или данные передаются через надводный трансивер на спутниковые каналы связи. В случае наличия ледового покрова использование донных систем существенно затруднено. В настоящей работе на основе экспериментальных данных показано, что частотно-временной анализ функции взаимной корреляционной сигналов, зарегистрированных широкополосными датчиками, расположенными на свободной поверхности льда, позволяет выделить в принимаемом сигнале информацию о временах распространения донной волны между этими датчиками. Полученный результат позволяет говорить о возможности построения схемы глубинного зондирования неоднородных структур при наличии ледового покрова с существенно сниженными требованиями на практическую реализацию такого подхода.

Показать Аннотацию
PDF

Изучение частотных характеристик звукопоглощающих материалов методом импедансной трубы

Изучение частотных характеристик звукопоглощающих материалов методом импедансной трубы

А.А. Белоус, А.В. Шанин, А.И. Корольков

При помощи простого метода акустического интерферометра исследованы два материала, соответствующих моделям пористых сред с жестким неподвижным и упругим подвижным каркасом, а также материал из тонких трубочек, поглощающий звук за счет вязкости, также получено теоретическое описание этих материалов.

Показать Аннотацию
PDF

Восстановление векторных акустических неоднородностей при численном моделировании и экспериментальной реализации

Восстановление векторных акустических неоднородностей при численном моделировании и экспериментальной реализации

Д.И. Зотов, О.Д. Румянцева, А.С. Шуруп

Приводятся результаты численного моделирования функционального алгоритма, позволяющего восстанавливать акустические неоднородности, которые имеют скалярную и векторную составляющие. Получаемое функциональное решение обратной задачи обладает математической строгостью для широкого класса рассеивателей. С другой стороны, приводятся результаты восстановления вектора скорости течений на основе экспериментальных данных, полученных с помощью ультразвукового томографа. Эти данные обрабатываются взвешенным аддитивным накоплением с последующим пространственно–корреляционным сравнением фрагментов изображений.

Показать Аннотацию
PDF
Гидродинамические волны и течения

Исследование эволюции длинной синусоидальной волны в рамках уравнения Гарднера

Исследование эволюции длинной синусоидальной волны в рамках уравнения Гарднера

Е.А. Рувинская, О.Е. Куркина, А.А. Куркин, А.Р. Гиниятуллин

Целью настоящего исследования является изучение возможных механизмов генерации короткоживущих импульсов большой амплитуды при дегенерации длинной синусоидальной (приливной) волны в рамках уравнения Гарднера. Проведен статистический анализ ансамбля солитонов, образованного при эволюции волнообразного бора для различных возможных условий окружающей среды.

Показать Аннотацию
PDF

Уравнение Гарднера в слабодисперсионном пределе: эволюция импульса с полярностью, противоположной знаку квадратичной нелинейности

Уравнение Гарднера в слабодисперсионном пределе: эволюция импульса с полярностью, противоположной знаку квадратичной нелинейности

Е.А. Рувинская, О.Е. Куркина, А.А. Куркин, А.Р. Гиниятуллин

Проведено исследование некоторых особенностей слабодисперсионного предела для уравнения Гарднера с положительным и отрицательным знаком кубической нелинейности и положительным членом квадратичной нелинейности посредством численного моделирования эволюции длинного колоколообразного импульса с полярностью, противоположной знаку квадратичной нелинейности. Выполнен статистический и спектральный анализ полученных волновых полей.

Показать Аннотацию
PDF

О волновых движениях в двухслойной жидкости с поверхностно-активным веществом и поверхностным электрическим зарядом на верхней границе

О волновых движениях в двухслойной жидкости с поверхностно-активным веществом и поверхностным электрическим зарядом на верхней границе

А.В. Кондратьева, Д.Ф. Белоножко

Исследовано волновое движение в двухслойной вязкой идеально проводящей жидкости, несущей на своей внешней поверхности электрический заряд и нерастворимую пленку поверхностноактивного вещества (ПАВ). В работе рассмотрены закономерности влияния ПАВ, электрического заряда и изменения межслойного поверхностного натяжения на различные виды волновых движений, реализующихся в описанной системе. Рассмотрено взаимное влияние волновых движений друг на друга.

Показать Аннотацию
PDF

О поведении жидких частиц, участвующих в волновом движении границы раздела двух движущихся несмешивающихся жидкостей

О поведении жидких частиц, участвующих в волновом движении границы раздела двух движущихся несмешивающихся жидкостей

Д.Ф. Белоножко, А.А. Очииров

В настоящем сообщении рассмотрено поведение частиц двух несмешивающихся жидкостей при их относительном движении. Обнаружены любопытные закономерности движения частиц. Показано, что характер движения индивидуальных жидких частиц существенно зависит от скорости относительного движения контактирующих сред.

Показать Аннотацию
PDF

Влияние внутренних волн на распределение хлорофилла-а в заливе

Влияние внутренних волн на распределение хлорофилла-а в заливе

Б.И. Самолюбов, И.Н. Иванова

В работе исследуются механизмы влияния внутренних волн на перенос хлорофилла-а. Выявлена структура поля скорости при наличии внутренних волн, взаимодействующих со струей в термоклине, дрейфовым течением и плотностным потоком. Показаны закономерности влияния внутренних волн на распределение хлорофилла-а. Получены зависимости концентрации хлорофилла-а в деятельном слое от высоты внутренней волны. Обнаружена и представлена аналитически зависимость концентрации хлорофилла-а от фазовой скорости внутренней волны и концентрации взвеси.

Показать Аннотацию
PDF
Нелинейная динамика и информационные системы

Хаотическая динамика и управление ею в замкнутых цепочках ридберговских атомов

Хаотическая динамика и управление ею в замкнутых цепочках ридберговских атомов

А.В. Андреев$^{1,2}$, О.И. Москаленко$^{1,2}$, А.А. Короновский$^{1,2}$, А.Е. Храмов$^{1,2}$

В работе проведено исследование нелинейной динамки и хаоса в цепочке связанных ридберговских атомов, обнаружено наличие хаотической динамики в этой системе. Предложен метод подавления хаоса в подобной системе с помощью внешнего параметрического воздействия.

Показать Аннотацию
PDF

Исследование синхронизации, возникающей при взаимодействии симметричных структур в гипоталамусе грызунов

Исследование синхронизации, возникающей при взаимодействии симметричных структур в гипоталамусе грызунов

М.О. Журавлев$^{1,2}$, А.А. Короновский$^{1,2}$, В.А. Макаров$^{3}$, О.И. Москаленко$^{1,2}$, А. Е. Храмов$^{1,2}$

В рамках настоящей работы рассмотрена электрическая активность, наблюдающаяся в правом и левом гиппокампах крыс, находящих под воздействием анастезии, с использованием непрерывного вейвлетного преобразования с комплексными базисами. Получены распределения длительностей синхронного поведения между генераторами локальных полевых потенциалов правой и левой части гиппокампа грызунов.

Показать Аннотацию
PDF

Возбуждение и подавление химерных состояний в многослойной сети нелинейных элементов

Возбуждение и подавление химерных состояний в многослойной сети нелинейных элементов

В.А. Максименко$^1$, М. В. Горемыко$^{1,2}$, В.В. Макаров$^1$, А. Е. Храмов$^1$, Д. Гош$^3$, Б.К. Бера$^3$, С.К. Дана$^4$

В настоящей работе исследуется взаимодействие между ансамблями нелинейных элементов, демонстрирующих как химерное состояние, так и когерентное или некогерентное состояние, в рамках модели многослойной сети. Обнаружено, что взаимодействие между слоем, демонстрирующим химерное состояние, и слоем, демонстрирующим как полностью когерентное состояние, так и некогерентное состояние, приводит, при слабой межслойной связи, к подавлению химеры и переходу к когерентному или некогерентному состоянию, а при сильной межслойной связи — к возбуждению химерного состояния из когерентного или некогерентного состояния, соответственно.

Показать Аннотацию
PDF

Взаимодействие полупроводниковых гетероструктур, связанных через внешний резонансный контур

Взаимодействие полупроводниковых гетероструктур, связанных через внешний резонансный контур

В.В. Макаров$^1$, В.А. Максименко$^1$, А.А Короновский$^2$, А.Г. Баланов$^3$, А.Е. Храмов$^1$

В настоящей работе исследовано взаимодействие полупроводниковых сверхрешеток, находящихся в режиме нестационарного доменного транспорта и связанных посредством добротного резонансного контура. Обнаружено, что подключение второй сверхрешетки существенно влияет на амплитудно-частотные характеристики системы, определены области хаотической генерации.

Показать Аннотацию
PDF

Влияние классических шумов на формирование запутанных состояний в неравновесных квантовых системах

Влияние классических шумов на формирование запутанных состояний в неравновесных квантовых системах

В.О. Мартынов, В.А. Миронов, Л.А. Смирнов

В данной работе рассматривается процесс формирования высокотемпературных запутанных состояний в системе двух параметрически связанных квантовых осцилляторов в условиях частично когерентной накачки. Показано, что наличие шумов в накачке оказывает существенное влияние на динамику системы. Они накладывают ограничение на температуру, при которой формируются запутанные состояния, определяют время жизни запутанности в системе.

Показать Аннотацию
PDF

Исследование восприятия куба Неккера по многоканальным данным ЭЭГ человека: оценка и динамика низкочастотных компонент с учётом пространственного распределения

Исследование восприятия куба Неккера по многоканальным данным ЭЭГ человека: оценка и динамика низкочастотных компонент с учётом пространственного распределения

А.Е. Руннова$^{1,2}$, В.В. Грубов$^1$, М.О. Журавлев$^{1,2}$, М. К. Куровская$^{2}$

Были проведены нейрокогнитивные экспериментальные работы, построена одномерная теоретическая модель, зависящая от объективного параметра неоднозначности (интенсивности граней куба Неккера) и продемонстрировано её хорошее соответствие экспериментальным результатам. Кроме того, на базе зарегистрированных ЭЭГ данных добровольцев были проведены оценки и проведены параллели между теоретическими построениями и объективно регистрируемыми данными в ходе проведения психологических экспериментов по восприятию реверсивных изображений.

Показать Аннотацию
PDF

Характеристики тока в полупроводниковой сверхрешетке в присутствии возмущения концентрации легирующей примеси различной формы

Характеристики тока в полупроводниковой сверхрешетке в присутствии возмущения концентрации легирующей примеси различной формы

А.Г. Баланов$^{1,3}$, А.А. Короновский$^{1,2}$, О.И. Москаленко$^{1,3}$, А.О. Сельский$^{1,3}$, А.Е. Храмов$^{1,3}$

Полупроводниковые сверхрешетки — сложные наноструктуры, состоящие из нескольких чередующихся тонких ( 10 нм) слоев различных полупроводниковых материалов, которые возможно использовать для генерации и управления высокочастотными колебаниями. В последнее время большой интерес представляет исследование данных наноструктур с позиций нелинейной дина- мики. В настоящей работе рассмотрено, как динамика электронов в сверхрешетке, определяющая характеристики тока, изменяется в присутствии возмущений концентрации легирующей примеси.

Показать Аннотацию
PDF
Спинтроника и магноника

Спектр собственных мод волн, распространяющихся в латерально связанной мультиферроидной структуре

Спектр собственных мод волн, распространяющихся в латерально связанной мультиферроидной структуре

А.А. Грачев, А В. Садовников, Е.Н. Бегинин

В работе рассмотрена система двух латерально связанных ЖИГ–волноводов с сегнетоэлектрической нагрузкой. Показана возможность двойного управления периодом перекачки в рассматриваемой структуре.

Показать Аннотацию
PDF

Дискретная дифракция и рефракция спиновых волн в массиве связанных магнитных волноводов

Дискретная дифракция и рефракция спиновых волн в массиве связанных магнитных волноводов

А.А. Грачев, А.В. Садовников, Е.Н. Бегинин

В данной работе проведено исследование процессов дискретной дифракции поверхностных и обратных объёмных СВ в системе латерально связанных ферритовых волноводов численными методами и методом Мандельштам–Бриллюэновской спектроскопии.

Показать Аннотацию
PDF

Исследование электродинамических характеристик поверхностных и объемных спиновых волн в системе латерально связанных магнитных микроволноводов

Исследование электродинамических характеристик поверхностных и объемных спиновых волн в системе латерально связанных магнитных микроволноводов

С.А. Одинцов, А.В. Садовников, Е.Н. Бегинин

В настоящей работе рассматривается структура, состоящая из двух латерально связанных ЖИГ–волноводов, которые могут быть использованы в качестве базовых элементов для создания различных устройств функциональной магнитоэлектроники: волноводов, фильтров, ответвителей.

Показать Аннотацию
PDF
Математическое моделирование в радиофизике и оптике

Высокопроизводительные вычисления в дискретном дарвинском моделировании

Высокопроизводительные вычисления в дискретном дарвинском моделировании

Л.В. Бородачев

Предлагается подход к параллельной реализации низкочастотных PIC–алгоритмов, учитывающий особенности безызлучательного (дарвинского, магнитоиндукционного) приближения электромагнитных полей разреженной плазмы. Обсуждаются его достоинства и возможные ограничения.

Показать Аннотацию
PDF

О преобразовании когерентного излучения фрактальными структурами

О преобразовании когерентного излучения фрактальными структурами

П.В. Короленко$^{1,2}$, А.А. Красулин$^1$, А.Ю. Мишин$^1$, Р.Т. Кубанов$^1$

Проанализированы возможности и особенности использования некоторых методов расчета скейлинговых характеристик излучения при его взаимодействии с объектами, обладающими явными и скрытыми фрактальными признаками. Приведены данные о взаимосвязи скейлинговых параметров объектов и зондирующих пучков.

Показать Аннотацию
PDF

Интерполяция, дифференцирование, интегрирование данных через Конечномерные Теоремы Отсчетов

Интерполяция, дифференцирование, интегрирование данных через Конечномерные Теоремы Отсчетов

Е.Н. Терентьев$^1$, Н.Е. Терентьев$^2$

При моделировании физических процессов, явлений в радиофизике, оптике предлагаем использовать Конечномерные Теоремы Отсчетов (КТО) вместо теоремы Винера–Котельникова и методов, основанных на разностных схемах. КТО операции совместимы со сверткой, аналитическими расчетами, оцениванием многократных интегралов.

Показать Аннотацию
PDF

Моделирование характеристик крутильной системы по параметрам нити подвеса

Моделирование характеристик крутильной системы по параметрам нити подвеса

В.М Шахпаронов, Д.А. Самсонов

Осуществлено моделирование характеристик крутильной системы по параметрам нити подвеса и подвешенного к ней шарового груза. Вязкое трение о воздух ограничивает возможности метода. Установлена максимально допустимая величина добротности системы, ограниченная внутренним трением в нити.

Показать Аннотацию
PDF

Гибридная схема метода дискретных источников в задачах дифракции электромагнитных волн на плоских наноструктурах в присутствии слоистой среды

Гибридная схема метода дискретных источников в задачах дифракции электромагнитных волн на плоских наноструктурах в присутствии слоистой среды

И.В. Лопушенко

На основе модифицированной гибридной схемы метода дискретных источников построено решение задачи дифракции линейно поляризованной волны на плоской наноразмерной частице в среде с подложкой. Рассматривается возможность применения развитого подхода к изучению резонансных свойств плазмонных наночастиц.

Показать Аннотацию
PDF

Математическая модель прямоугольной волноведущей системы c импедансными стенками

Математическая модель прямоугольной волноведущей системы c импедансными стенками

А.И. Ерохин, И.Е. Могилевский, В.Е. Родякин, В.М. Пикунов

Рассматривается математическая модель прямоугольного волновода с импедансными стенками, на которых ставятся граничные условия Щукина–Леонтовича. Для данных граничных условий полное электромагнитное поле волновода не разделяется на поля электрического и магнитного типов, поэтому требуется учитывать гибридные моды. Предлагается новый базис для представления компонент полного электромагнитного поля прямоугольного волновода, для которого точно удовлетворяются импедансные граничные условия. Для амплитуд указанного разложения получается жесткая СОДУ.

Показать Аннотацию
PDF