Отзыв оппонента Юшкова К.Б. (Особенности акустооптического взаимодействия в кристаллах с сильной акустической анизотропией)

Отзыв официального оппонента на диссертационную работу Волошина Андрея Сергеевича «Особенности акустооптического взаимодействия в кристаллах с сильной акустической анизотропией», представленную на соискание ученой степени кандидата физико- математических наук по специальности 01.04.03 — радиофизика. Диссертация посвящена исследованию влияния акустической анизотропии, а именно сноса энергии упругих волн в кристаллах, на характеристики акустооптической дифракции. Несмотря на то, что при первом взгляде постановка цели работы как изучение сравнения дифракции в реальных кристаллах с гипотетическим случаем дифракции на ультразвуковых пучках без сноса энергии кажется умозрительной, она может иметь различные практические применения.

Это связано с растущим применением метаматериалов в фотоникс. Современные нанотехнологии позволяют создавать большое разнообразие фотонных и фононных кристаллов, В перспективе, создание периодических структур с заданными оптическими и акустическими свойствами может привести к появлению принципиально новых акустооптических устройств, и анализ влияния сноса упругих волн на характеристики акустооптического взаимодействия становится особенно актуальным, поскольку в метаматериалах можно управлять их дисперсионными свойствами и, следовательно, менять углы сноса упругих волн на этапе создания метаматериала.

Сказанное определяет актуальность выполненной работы и ее практическую значимость. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы, содержащего 165 наименований, а также 25 работ автора. Объем диссертации 132 страницы, включая 43 рисунка и 4 таблицы. Во введении приводится краткий обзор современного состояния исследований в выбранной области, излагаются цели работы и поставленные задачи, приводится краткое содержание работы„описывается ее новизна и научная значимость, перечисляются положения, выносимые на защиту, а также приводятся данные об апробации работы. Первая глава в основном посвящена постановке задачи и определению базовых понятий, используемых в дальнейшем в работе. Приводится строгий вывод и аналитическое решение уравнений связанных мод при брэгговской дифракции плоской световой волны на объемной наклонной фазовой решетке.

Вводятся коэффициенты уширения угловых и частотных характеристик. Рассмотрен случай влияния угла сноса акустической волны на характеристики изотропной дифракции Брэгга. Вторая глава посвящена подробному анализу анизотропной дифракции Брэгга в парателлурите, Впервые выполнен анализ коэффициентов уширения для различных значений угла наклона волнового вектора ультразвука относительно кристаллографической оси 11101 в пределах 15', что представляет наиболее интересный с практической точки зрения диапазон, поскольку именно в нем реализуется максимальное акустооптическое качество парателлурнта.

Особое внимание уделено анализу рабочих точек, соответствующих конфигурациям акустооптического дефлектора и шнрокоапертурного фильтра, важных для практических применений. Было обнаружено существование особых рабочих точек, в которых влияние сноса упругой волны не проявляется. В третьей главе проведен аналогичный анализ для кристалла теллура, который относится к классу более низкой симметрии, чем парателлурит, благодаря чему в нем наблюдается болыпее разнообразие фотоупругих свойств. В частности, в теллуре существует акустооптическая дифракция в плоскости (001), один из случаев которой был проанализирован. Установлено, что при изменении знака угла сноса упругих волн меняется и коэффициент уширения угловых и частотных характеристик брэгговской дифракции. Четвертая глава посвящена исследованию влияния угла сноса упругих волн на передаточную функцию акустооптического фильтра.

Как и угловая характеристика брэгговской дифракцин, передаточная функция испытывает влияние угла сноса. Наиболее важен анализ передаточной функции для широкоапертурной геометрии акустооптического взаимодействия„используемой в гиперспектральных фильтрах. В работе показано, что в окрестности рабочей точки широкоапертурного фильтра форма передаточной функции усложняется и может существенно искажаться из-за сноса энергии упругих волн, На искажения передаточной функции влияет как фазовая расстройка, так и коэффициент связи, различный для различных плосковолновых компонент углового спектра электромагнитной волны.

Особый интерес представляет пятая глава диссертации, в которой рассмотрены характеристики дифракции света на фазированных решетках пьезопреобразователей. Такие структуры могут создаваться как на основе классической технологии секционированных пьезоэлектрических преобразователей, так и на основе регулярных доменных структур в кристаллах пиобата лития. Протнвофазное излучение ультразвука секциями пьезопреобразователя приводит к расщеплению его диаграммы направленности, что, в свою очередь, вызывает расщепление частотно-угловых характеристик дифракции Брэгга.

В результате анализа областей анизотропного акустооптического взаимодействия в кристаллах парателлурита и ннобата лития, в диссертации предсказано существование отдельной низкочастотной области дифракции, а также областей, в которых имеет место феномен дифракции неполяризованного света. Проведены конкретные расчеты параметров акустооптической ячейки 1угол среза, период структуры пьезопреобразователя), при которых этн области могут наблюдаться. Данные результаты являются новыми и заслуживают особого внимания с точки зрения конструирования акустооптических устройств. В заключении перечислены основные результаты диссертационной работы.

Основные замечания по работе состоят в следующем; 1) Постановку и общее решение задачи дифракции света на наклонной фазовой решйтке в оптически анизотропной среде нельзя считать новой, как это заявлено во введении и в первой главе диссертации. Данная задача была подробно рассмотрена в и. 3.1. книги Физические основы акустооптики / В.И. Балакший, В,Н. Парыгин, Л.Е, Чирков, М.: Радио и Связь, 1985.

Оригинальным авторским вкладом является всесторонний анализ ранее не исследованного систематически влияния акустического сноса на характеристики акустооптической дифракции. 2) В диссертации делается упор на выполнение численных расчетов и многократно упоминается, что полученные уравнения не могут быть решены аналитически, а автором используются численные методы решения, но нигде не указывается, какой именно численный метод используется для решения той или иной задачи.

Соответственно, за рамками диссертации остались вопросы точности выполненных расчйтов, а также сходимости и устойчивости использованных численных методов. 3) По мнению оппонента, за большим количеством выполненных автором диссертации расчетов оказалась частично замаскирована физическая сущность выявленных закономерностей. Например, вывод о равенстве углового и частотного коэффициентов ушнрення сделан на основании численного совпадения их значений. Представляется маловероятным, что такое совпадение нельзя описать аналитически на основе, скажем, метода векторных диаграмм.

По мнению оппонента„диссертация Волошина Андрея Сергеевича «Особенности акустооптического взаимодействия в кристаллах с сильной акустической анизотропией» удовлетворяет всем требованиям ВАК к диссертациям, представленным на соискание ученой степени кандидата наук, а ее автор заслуживает присуждения ученой степени кандидата физика-математических наук по специальности 01.04.03 — Радиофизика, Официальный оппонент Ведущий научный сотрудник ФГАОУ ВПО «Национальный исследователський технологический университет «МИСиС», к.ф.-м.н. 119049, г. Москва, Ленинский пр-т, д. 4, тел.

+7-495-б38-4558. ~.'~'-''?Ж- +~::-"":,:. =К-.Б.Юшков е-та11: копз1апг1п.уцз1т1соя®т1з1з.ги Подпись ведущего научного сотрудника НИТУ «МИС Юшкова К.Б. удостоверяю Проректор по учебной работе НИТУ «МИСиС» . Петров Указанные недостатки не снижают общего положительного впечатления о работе А.С, Волошина как об оригинальном и завершенном исследовании. Диссертация изложена логично и последовательно, Представленный материал не оставляет сомнений в актуальности и новизне полученных результатов.

Результаты исследований опубликованы в 25 работах, из которых 7 — статьи в ведущих отечественных и зарубежных профильных рецензируемых журналах. Достоверность результатов обусловлена совпадением полученных автором экспериментальных данных с результатами выполненных расчетов и отсутствием противоречий с известными ранее работами. Автореферат в полной мере соответствует содержанию диссертации и освещает ее основные результаты. .