Статья

Название статьи ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОПТОАКУСТИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА В ДВИЖУЩЕЙСЯ ЖИДКОСТИ
Автор Д.А. Кравчук, Д.В. Орда-Жигулина, Г.Ю. Слива
Рубрика РАЗДЕЛ V. ДИАГНОСТИКА РАЗЛИЧНЫХ СРЕД И ПСИХОФИЗИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА
Месяц, год 04, 2017
Индекс УДК 534:535
DOI
Аннотация При взаимодействии мощного оптического излучения, генерируемого современными лазерами, со средой в последней могут возбуждаться звуковые волны. Параметры акустического сигнала, тепловой механизм возникновения которого связан с неоднородным локальным нагревом и расширением среды при поглощении в ней лазерного излучения, зависят от оптических, теплофизических и акустических параметров поглощающей среды. Поэтому термооптическое возбуждение звука широко применяется в задачах диагностики жидкостей. Разработана лабораторная установка для проведения экспериментальных исследований оптоакустического эффекта в неподвижных и движущихся жидких средах на основе лазерного комплекса LIMO 100-532/1064-4 (красная линия). Для регистрации и обработки акустического сигнала, сформированного в результате генерации звука с помощью оптоакустического эффекта в жидкости, синтезирован виртуальный прибор в среде LabVIEW. Движение жидкости в кювете управляется насосом, который создает в объеме ламинарный поток. Приведены результаты эксперимента по возбуждению оптоакустического сигнала в жидкости с помощью лазера, для лазерной диагностики потока. Принцип диагностики состоит в том, что исследуемый поток зондируется лазерным пучком, в котором измеряются параметры прошедшего через среду излучения. Так как лазерный пучок характеризуется совокупностью параметров: мощностью, поляризацией, длиной волны, частотой, фазой и направлением распространения, то по изменению этих параметров можно судить о процессах, происходящих в исследуемом потоке. Исследование актуально, поскольку в настоящее время быстро развиваются методы оптоакустической диагностики, использующие в качестве информационного параметра ультразвуковой отклик исследуемого образца. При этом возникает необходимость в изучении свойств импульсного звукового отклика в подвергнутых лазерному облучению реальных жидких средах: суспензиях, смесях, растворах, биологических пробах. Мы установили, что наблюдаемые в этих средах оптоакустические эффекты выходят за рамки основополагающих разработанных моделей для идеальных сред.

Скачать в PDF

Ключевые слова Лазер; оптоакустические волны; биожидкость; виртуальный прибор; спектр сигнала.
Библиографический список 1. Старченко И.Б., Малюков С.П., Орда-Жигулина Д.В., Саенко А.В. Измерительный ком-плекс для лазерной диагностики биообъектов с использованием наночастиц на базе LIMO100 // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. – 2013. – № 2 (22). – С. 166-172.
2. Карабутов А.А., Пеливанов И.М., Подымова Н.Б., Скипетров С.Е. Измерение оптических характеристик рассеивающих сред оптико-акустическим методом // Квантовая электроника. – 1999. – Т. 29, № 3. – С. 215.
3. Ботыгипа Н.Н., Букатый В.И., Хмелевцов С.С. Генерация акустических волн, возни-кающих в процессе взаимодействия лазерного импульса с водой // Акустический журнал. – 1976. – Т. ХХII. – Вып. 5. – С. 652-657.
4. Джуплина Г.Ю., Старченко И.Б. Система и методика исследования наноразмерных арте-фактов в кровотоке // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2010. № 8 (109). С. 61-64.
5. Кравчук Д.А., Кириченко И.А., Орда-Жигулина Д.В. Обзор методов использования нано-размерных объектов в биомедицинских исследованиях // Научные труды SWorld.
– 2015. – Т. 5, № 4 (41). – С. 24-27.
6. Pulsed photoacoustic Doppler flowmetry using time-domain cross-correlation: Accuracy, reso-lution and scalability // J. Acoust. Soc. Am. – September 2012. – Vol. 132, No. 3.
7. Joanna Brunker & Paul Beard. Acoustic resolution photoacoustic Doppler velocimetry in bloodmimicking fluids // Scientific Reports | 6:20902 |. DOI: 10.1038/srep20902.
8. Kravchuk D.A., kirichenko I.A., Orda-Gigulina D.V. The review of methods of use nanodimentional objects in biomedical researches // SWorldJournal. – 2016. – Vol. 10,
No. j116 (10). – P. 45-48.
9. Kravchuk D.A., Vtorushin A.S., Myakinin V.A. Tenedencies of development of optoacoustic methods and devices in biomedicine // SWorldJournal. – 2016. – Vol. 10, No. j116 (10).
– P. 42-45.
10. Кравчук Д.А. Система регистрации оптоакустического эффекта в жидкости. Результаты эксперимента // Успехи современной науки и образования. – 2016. – Т. 5, № 12. – С. 131-134.
11. Кравчук Д.А. Моделирование системы регистрации акустического сигнала в результате возбуждения оптико-акустического эффекта в жидкости // Успехи современной науки.
– 2016. – Т. 4, № 11. – С. 121-123.
12. Тучин В.В. Оптическая биомедицинская диагностика. – М.: Физматлит, 2007. – 511 с.
13. Грашин П.С., Карабутов А.А., Пеливанов И.М., Подымова Н.Б. Измерение оптических характеристик рассеивающих сред по временному профилю оптико-акустического сиг-нала // Вестник Московского университета. Серия 3. Физика. Астрономия. 2001. – № 2. – С. 39-42.
14. Гусев В.Э., Карабутов А.А. Лазерная оптоакустика. – М.: Наука, 1991. – 304 с.
15. Бондаренко А.Н. Лазерные методы возбуждения и регистрации акустических сигналов. – М.: Изд-во стандартов, 1989. – 115 с.
16. Boas G. Photoacoustic Imaging Gets Dynamic // Biophotonic International. – 2008. – P. 26-29.
17. Shapiro H.M. The evolution of cytometers // Cytometry. 2004. – No. 58А. – Р. 13-20.
18. Shapiro H.M. Practical flow cytometry // NJ: Wiley and Sons. 4th ed. Hoboken. 2003.
– Р. 565-566.
19. Бункин Ф.В. Оптическое возбуждение звука // Акустический журнал. – 1973. – Вып. 3.
– С. 305-320.
20. Джуплина, Г.Ю. Вишневецкий В.Ю., Старченко И.Б., Шашкин М.С. Теоретическая мо-дель оптоакустического рассеяния на наноразмерных объектах для учета распределения загрязняющих веществ в водной среде // Инженерный вестник Дона. – 2011. – Т. 18,
№ 4. – С. 13-19.

Comments are closed.