ИСТИНА

Проект направлен на исследование физических закономерностей и новых физических эффектов в современных акустических и оптических материалах. Прогресс акустооптики в последние годы обусловлен тем обстоятельством, что специально для практических приложений акустооптической науки были синтезированы новые кристаллические материалы с заданными физическими свойствами. Эти материалы характеризуются особым сочетанием акустических и оптических физических свойств. К новым акустооптическим материалам, синтезированным в последние годы, можно отнести кристаллы на основе соединений теллура и ртути, например, парателлурит (TeO2), каломель (Hg2Cl2), бромид ртути (Hg2Br2), йодид ртути (Hg2I2) и др. К новым оптическим материалам также можно отнести тонкие пленки на основе кремния и фосфида галлия, в которых создается периодическая структура с периодом, сравнимым с длиной волны света. Особенностью всех новых материалов, как кристаллических, так и искусственно структурированных, является сильная анизотропия их оптических, диэлектрических и упругих свойств. Оказалось, что в новых материалах акустооптики могут распространяться упругие волны с очень низким значением фазовой скорости ультразвука. Было обнаружено, что столь малые значения фазовой скорости упругих волн наблюдаются в кристаллах лишь вдоль отдельных направлений, причем небольшое изменение направления распространения волны в этих средах сопровождается резким возрастанием фазовой скорости. Это означает, что упругие волны в новых материалах распространяются с большими углами между фазовой и групповой скоростью. Анализ показывает, что угол акустического “сноса” между потоками энергии и волновым вектором звука может достигать десятков градусов. Такая закономерность распространения упругих волн в твердом теле является уникальной и мало изученной. Оказалось, что в подобных средах реализуются ранее неизвестные и необычные волновые явления и эффекты, например, близкое к обратному отражение объемной упругой волны при её скользящем падении на свободную границу раздела кристалл-вакуум. Коэффициент отражения акустической энергии при обратном отражении может быть близким к максимально возможному или даже равным максимальному, т.е. 100%. Необычными с точки зрения классической физики явлениями является наклонное падение плоской объемной волны на границу раздела кристалл-вакуум, при котором угол падения превышает 90 градусов, или аномальная рефракция, при которой волна при прохождении границы раздела распространяется «под отрицательным углом» по отношению к падающей волне. Обнаруженные особенности распространения упругих волн в анизотропных средах могут быть использованы в акустооптических устройствах.

В результате выполнения проекта теоретически и экспериментально подтвержден прикладной потенциал ранее обнаруженных авторским коллективом акустооптических явлений и созданы опытные образцы фильтров, обладающие ранее недостижимыми характеристиками и не имеющие аналогов в России и за рубежом.