Akustická fázová konjugace - Acoustic phase conjugation

Akustická fázová konjugace je soubor technik určených k provedení konjugace fází na akustické vlny.[1]

Techniky

Schéma interakce fonon-foton

Konjugace akustické fáze se může objevit v pevné látce, když je rychlost zvuku modulována elektromagnetickým polem. Generování konjugované vlny lze vidět jako rozpad fotonu na dva fonony, jak je vidět na schématu. Tyto dva fonony mají opačné vlnové vektory k a -k (budou se šířit v opačných směrech) a frekvenci dvakrát menší než je frekvence fotonu.[1]

Techniky parametrického čerpání lze provádět na několika médiích:[1]

  • V piezoelektrických krystalech bude nelineární piezoelektrický efekt produkovat modulaci zlomků procenta.
  • U magnetických krystalů lze dosáhnout modulace desítek procent prostřednictvím magnetoakustické vazby, kterou lze zlepšit kombinací přechodových efektů magnetostrikce a spinového přeorientování nebo pomocí magnetoakustické rezonance. „Nadkritické“ nebo „obrovské“ zesílení, až 80 dB, lze dosáhnout za prahem nestability fononů v magnetoakustickém médiu.
  • V polovodičích může být parametrická interakce mezi fonony a plasmonem generována alternativním elektrickým polem nebo modulovanou optickou pumpou.

Aplikace

Automatická kompenzace fázového zkreslení a vlastnosti automatického zaostření konjugované vlny se používají v nedestruktivních testovacích technikách. V lékařské terapii je lze kombinovat s obrovskou amplifikací pro destrukci nádoru litotrypsie a hypertermická terapie.[1]

Akustické zobrazování lze zlepšit použitím selektivní fázové konjugace na některé harmonické dopadající vlny. To zužuje ohniskovou distribuci těchto harmonických a snižuje postranní laloky a šum dozvuku, čímž se zvyšuje rozlišení obrazu.[2]

K detekci lze použít selektivní akustickou fázovou konjugaci izoechogenní objekty, jejichž nelineární parametry se liší od parametrů média. Lineární akustické vlastnosti takových objektů jsou blízké vlastnostem média, které je díky tradičním technikám echografie činí neviditelnými.[3]

Další oblastí použití je nelineární ultrazvuk velocimetrie, řádově přesnější než obvykle Dopplerův jev.[2] Ukázalo se, že fázometrické konjugované rychlosti správně měří rychlost proudění v případě laminárního proudění v trubkách, víření proudí pod rotujícími kotouči a ponořenými tryskami ve vodě.[3]

Reference

  1. ^ A b C d A. P. Brysev a kol., Konjugace vlnové fáze ultrazvukových paprsků, Fyzika-Uspekhi (1998)
  2. ^ A b V. L. Preobrazhensky, Parametricky fázově konjugované vlny: aplikace v nelineárním akustickém zobrazování a diagnostice, Fyzika-Uspekhi (2006), IEMN
  3. ^ A b V. L. Preobrazhensky et al., Nelineární akustické zobrazování izoechogenních objektů a toků pomocí konjugace ultrazvukové vlnové fázeActa Acustica (2009), IEMN

Viz také