ФОТОАКУСТИ́ЧЕСКИЕ ЯВЛЕ́НИЯ

ФОТОАКУСТИ́ЧЕСКИЕ ЯВЛЕ́НИЯ, воз­ник­но­ве­ние зву­ко­вых (аку­сти­че­ских) волн в сре­дах под дей­ст­ви­ем оп­тич. из­лу­че­ния. Ф. я. час­то свя­за­ны с те­п­ло­вы­ми эф­фек­та­ми в об­лу­чае­мой све­том сре­де. Ес­ли ин­тен­сив­ность оп­тич. из­лу­че­ния мо­ду­ли­ро­ва­на, то в об­лу­чае­мой сре­де при дос­та­точ­ном ко­эф. по­гло­ще­ния воз­ни­ка­ют тем­пе­ра­тур­ные вол­ны. Вы­зван­ный ими не­ста­цио­нар­ный на­грев сре­ды при­во­дит к из­ме­не­нию её плот­но­сти и рас­про­стра­не­нию аку­стич. волн в про­стран­ст­ве, ок­ру­жаю­щем об­ласть по­гло­ще­ния све­та. Те­п­ло­вое воз­бу­ж­де­ние зву­ка воз­мож­но и без временнóй мо­ду­ля­ции све­то­во­го пуч­ка, лишь за счёт пе­ре­ме­ще­ния со сверх­зву­ко­вой ско­ро­стью об­лас­ти его по­гло­ще­ния. В про­зрач­ных для оп­тич. из­лу­че­ния сре­дах за воз­ник­но­ве­ние те­п­ло­вых Ф. я. от­вет­ст­вен­ны по­гло­щаю­щие взве­си, нед­но­род­но­сти, вклю­че­ния.

При кон­цен­тра­ции мощ­но­го ла­зер­но­го из­лу­че­ния в ма­лых об­лас­тях сре­ды на­блю­да­ют­ся не­ли­ней­ные фи­зич. ме­ха­низ­мы пре­об­ра­зо­ва­ния энер­гии све­та в энер­гию зву­ка. Они обу­слов­ле­ны пе­ре­хо­дом об­лу­чае­мой об­лас­ти сре­ды в но­вое аг­ре­гат­ное со­стоя­ние. Так, при оп­тич. (ла­зер­ном) про­бое сре­ды в об­лас­ти фо­куси­ров­ки из­лу­че­ния воз­ни­ка­ет силь­но по­гло­щаю­щая плаз­ма, ко­то­рая бы­ст­ро на­гре­ва­ет­ся до вы­со­ких тем­пе­ра­тур, и в ок­ру­жаю­щую сре­ду рас­про­стра­ня­ет­ся удар­ная вол­на, пе­ре­хо­дя­щая по ме­ре уда­ле­ния от фо­ку­са в обыч­ную аку­стич. вол­ну. При об­лу­че­нии све­том по­верх­но­сти кон­ден­си­ров. сре­ды мо­жет раз­вить­ся её ин­тен­сив­ное по­верх­но­ст­ное ис­па­ре­ние, что при­во­дит к воз­бу­ж­де­нию в сре­де удар­ной вол­ны, пе­ре­хо­дя­щей по ме­ре рас­про­стра­не­ния в аку­сти­че­скую.

Ф. я. мо­гут быть так­же свя­за­ны с об­рат­ным пье­зо­элек­трич. эф­фек­том в кри­стал­лах и пье­зо­ке­ра­ми­ке, элек­тро­стрик­ци­он­ным эф­фек­том и др. Элек­тро­стрик­ци­он­ные Ф. я. обу­слов­ли­ва­ют та­кой важ­ный для не­ли­ней­ной оп­ти­ки эф­фект, как вы­ну­ж­ден­ное рас­сея­ние Ман­дель­шта­ма – Брил­лю­эна. При этом в сре­де про­ис­хо­дит воз­бу­ж­де­ние (уси­ле­ние) ги­пер­зву­ко­вой вол­ны с час­то­той, рав­ной раз­но­сти час­тот па­даю­щей и рас­се­ян­ной волн.

При об­лу­че­нии по­лу­про­вод­ни­ков све­том с вы­со­кой час­то­той мо­ду­ля­ции ин­тен­сив­но­сти пре­об­ла­да­ет элек­трон­но-де­фор­ма­ци­он­ный ме­ха­низм Ф. я., свя­зан­ный с из­ме­не­ни­ем си­лы свя­зи ме­ж­ду ато­ма­ми под дей­ст­ви­ем све­та и воз­ник­но­ве­ни­ем ме­ха­нич. на­пря­же­ний.

Ши­ро­кий спектр при­ме­не­ний Ф. я. со­став­ля­ет пред­мет оп­тоа­ку­сти­ки.