автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Комплексный метод и автоматизированная сканирующая установка для исследования магнитоакустооптических взаимодействий

На правах рукописи

Иванов Дмитрий Алексеевич

КОМПЛЕКСНЫЙ МЕТОД И АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СКАНИРУЮЩАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТОАКУСТООПТИЧЕСКИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ

Специальность 05.11.13 - «Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

" МАР ?013

Казань-2012

005050289

005050289

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Казанский государственный энергетический университет» (КГЭУ), на кафедре «Промышленная электроника», и в ФГБУН «Казанский физико-технический институт им. Е.К.Завойского Казанского научного центра Российской Академии наук» (КФТИ КазНЦ РАН), в лаборатории магнитоакустики

Научный руководитель: кандидат физико-математических наук, доцент

Садыков Марат Фердинантович, ФГБОУ ВПО «Казанский государственный энергетический университет», доцент кафедры «Промышленная электроника»

Официальные оппоненты: Андреев Николай Кузьмич,

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Казанский государственный энергетический университет», зав. кафедрой «Электропривод и автоматизация промышленных установок и технологических комплексов»

Даутов Осман Шакирович, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ», профессор кафедры «Радиоэлектронные и телекоммуникационные системы»

Ведущая организация: ФГАОУ ВПО «Казанский (Приволжский)

федеральный университет», Институт физики, г. Казань

Защита состоится 25 января 2013 г. в 14 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д 212.082.01, созданного на базе Казанского государственного энергетического университета, по адресу: 420066, г. Казань, ул. Красносельская, д. 51, зал заседаний Ученого совета, тел./факс (843)562-43-30.

Отзывы на автореферат просим направлять по адресу: 420066, г. Казань, ул. Красносельская, д. 51, КГЭУ, ученому секретарю диссертационного совета Д 212.082.01.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного энергетического университета.

Автореферат разослан декабря 2012 г.

Ученый секретарь и

диссертационного совета, д.ф.-м.н. Р-И. Калимуллин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Магнитные материалы - вещества, обладающие определенным типом упорядочения атомных магнитных моментов. Чрезвычайно разнообразны области применения магнитных материалов: от электротехнических сталей в качестве магнитопроводов трансформаторов, электромашин, до фотокатализаторов, газовых датчиков, фотоэлектродов для преобразования солнечной энергии, сверхминиатюрных ячеек памяти [1], СВЧ-устройств. Следует упомянуть открытие нового класса магнитных материалов, обладающих эффектом высокотемпературной сверхпроводимости, гигантского магнитосопротивления и магнитокалорическими свойствами.

Интерес к магнитным материалам вызван тем, что в них можно наблюдать различные нелинейные явления, связанные с магнитоупругим взаимодействием [2], т.е. взаимным влиянием намагниченности и упругих деформаций; магнитооптическим взаимодействием, т.е. взаимодействием оптического излучения с веществом, находящимся в магнитном поле, и акустооптическим взаимодействием. Кристаллы магнитных материалов удобны в качестве устройств функциональной электроники, использующих, в частности, параметрические эффекты. Ряд уникальных свойств, в частности магнитооптических, делают их перспективными для применения в быстродействующих устройствах обработки информации.

Для изучения магнитных материалов и зависимостей их характеристик от магнитного поля обычно используют магнитоакустические и акустооптические методы. Акустические методы удобны для исследования распространения упругих волн в кристаллах, получения их количественных характеристик. Акустооптические методы, в свою очередь, служат отличным инструментом для определения характеристик материала при взаимодействии акустических и оптических волн. Логично предположить, что развитие магнитоакустических, магнитооптических и акустооптических методов исследования требует дальнейшей разработки, так как устройства управления параметрами акустических волн, лазерных пучков в магнитных материалах находят широкое применение при решении различных задач в науке и технике. Также для визуализации распространения акустической волны и оптического пучка после взаимодействия с акустической волной при использовании акустооптического метода возможно реализовать сканирование акустическим и оптическим датчиками поверхности исследуемого материала.

На практике обычно отдельно исследуют различные типы магнитоупругих, магнитооптических и акустооптических взаимодействий. Следовательно, разработка комплексного метода для совместного исследования магнитоакустических, магнитооптических и акустооптических взаимодействий в магнитных материалах и создание автоматизированной сканирующей установки является актуальной задачей.

Цель работы. Разработка комплексного метода для совместного исследования магнитоакустических, магнитооптических и акустооптических

взаимодействий в магнитных материалах и создание автоматизированной сканирующей установки.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи.

• На основе анализа существующих методов измерений параметров распространения акустических волн и акустооптического взаимодействия в магнитных материалах разработать функциональную схему установки и методику проведения измерений. Определить конкретные технические решения для отдельных функциональных узлов.

• Сконструировать и создать установку для изучения магнитоакустических, магнитооптических и акустооптических взаимодействий в магнитных материалах.

• Разработать алгоритмическое и программно-техническое обеспечение процессов измерения и обработки информации в измерительной установке.

• Для проверки работоспособности изготовленной установки провести исследования рефракции акустических волн и акустооптической дифракции в магнитном поле.

Научная новизна;

• Впервые предложен комплексный метод исследования рефракции акустических поперечных волн и магнитоуправляемой акустической дифракции света в режиме Рамана-Ната в магнитных материалах.

• Разработана и создана оригинальная экспериментальная установка для изучения магнитоакустических, магнитооптических и акустооптических явлений в магнитных материалах с возможностью сканирования образца акустическим детектором и фотоприемником.

• Впервые реализована методика косвенного измерения скорости акустической волны, распространяющейся в кристалле, по форме осцилляций интенсивности акустической волны за счет отставания скорости магнитоупругой моды от скорости магнитонезависимой моды.

• С помощью созданной автоматизированной сканирующей установки обнаружена рефракция акустических поперечных волн в легкоплоскостном антиферромагнетике а-Ре2Оз - разделение входящего потока звуковой энергии на два потока, соответствующих двум нормальным модам поперечных колебаний.

• С помощью созданной автоматизированной сканирующей установки обнаружены и исследованы температурные и угловые зависимости магнитоуправляемой акустической дифракции света в легкоплоскостном антиферромагнетике а-Ре203 в режиме Рамана-Ната.

Практическая значимость. Разработанная и созданная установка представляет возможность для одновременного исследования магнитоупругих, магнитооптических и акустооптических свойств магнитных материалов. Установка позволяет исследовать физические явления при одновременном воздействии на вещество оптического излучения ближнего ИК-диапазона и

акустических полей с мощностью до 105 Вт/м2 в частотном диапазоне 10-870 МГц в магнитных полях до 2,2 Тл.

Реализация результатов работы. Разработанная и созданная установка внедрена в практику проведения научных исследований в лаборатории магнитоакустики КФТИ КазНЦ РАН, что подтверждено соответствующей справкой.

Достоверность полученных результатов определяется повторяемостью и воспроизводимостью результатов измерений, их сопоставимостью с теорией и данными, полученными с помощью других методик, опубликованными в научной литературе, а также теоретическим обоснованием на основе использования известных положений фундаментальных наук.

На защиту выносится.

• Комплексный метод исследования магнитоакустических, магнитооптических и акустооптических взаимодействий в магнитных материалах.

• Автоматизированная сканирующая установка, позволяющая одновременно воздействовать на исследуемый материал ИК облучением, акустическим полем, статическим магнитным полем с последующей компьютерной обработкой сигналов и экспериментальных данных.

• Система формирования и приема акустических импульсов, состоящая из модулятора, высокочастотного усилителя мощности, широкополосного приемника, системы ввода-вывода информационных сигналов в ПК.

• Разработанное программное обеспечение управления работой установки и обработки полученных данных.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

• XVI Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» 25-26 февраля 2010 г., Москва, МЭИ (ТУ).

• IV Euro-Asian symposium "Trends in magnetism" EASTMAG-2010, June 28-July 2, 2010, Ekaterinburg, Russia.

• VII Международной конференции молодых ученых и специалистов «Оптика - 2011», 17-21 октября 2011 г., НИУИТМО, Санкт-Петербург.

• 8, 9-ой международных научно-практических конференциях «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде Labview и технологии National Instruments», Москва, РУДН. 2009, 2010 гг.

• VI, VII Международных молодежных научных конференциях «Тинчуринские чтения», 27-29 апреля 2011 г., 25-27 апреля 2012 г., КГЭУ, Казань.

Также работа была представлена в основных результатах завершённых фундаментальных исследований КФТИ КазНЦ РАН за 2010 год: Магнитное двупреломление и коническая рефракция упругих волн в антиферромагнетике a-Fe203.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, из них 4 статьи в журналах, входящих в перечень ВАК (1 - в зарубежном журнале, 2 - в переводных журналах), и 5 публикаций в материалах международных научных конференций.

Личный вклад автора. Результаты, представленные в диссертации и публикациях, получены при непосредственном участии соискателя. Автор принимал участие в создании автоматизированной сканирующей установки, в формировании идей, разработке методики, проведении экспериментов, обсуждении и обработке экспериментальных данных, написании статей и представлении докладов на конференциях. Соискателем разработаны и изготовлены система формирования мощных акустических импульсов, системы согласования пьезопреобразователей, системы детектирования слабых электромагнитных сигналов, системы сопряжения с персональным компьютером и управляемый блок питания электромагнита. Соискателем разработано программное обеспечение, позволяющее проводить исследования распространения акустических и оптических волн в магнитных материалах.

Соответствие диссертации научной специальности. Диссертация соответствует специальности 05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий и относится к следующим областям исследования:

1) Методика измерения зависящей от постоянного магнитного поля конической рефракции, обусловленной перенормировкой модулей упругости эффективным магнитоупругим взаимодействием соответствует п. 1 «Научное обоснование новых и усовершенствование существующих методов аналитического и неразрушающего контроля природной среды, веществ, материалов и изделий» паспорта специальности.

2) Разработка и создание универсальной установки для изучения магнитоакустооптических явлений в магнитных материалах соответствует п. 3 «Разработка, внедрение и испытания приборов, средств и систем контроля природной среды, веществ, материалов и изделий, имеющих лучшие характеристики по сравнению с прототипами» паспорта специальности.

3) Разработка алгоритмов и подходов для аппаратно-программной реализации измерений, обработки и хранения информации в автоматизированной сканирующей установке соответствует п. 6 «Разработка алгоритмического и программно-технического обеспечения процессов обработки информативных сигналов и представление результатов в приборах и средствах контроля, автоматизация приборов контроля» паспорта специальности.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка цитируемой литературы и приложения. Общий объём диссертации - 116 страниц, включая 56 рисунков и 1 таблицу. Библиографический список содержит 101 наименование.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи работы, приведены основные положения, выносимые на защиту. Указаны научная новизна и практическая значимость выполненной работы.

Первая глава носит обзорный характер. Особое внимание уделено описанию магнитоакустических и акустооптических явлений, лежащих в основе методов исследования рефракции акустических пучков и магнитоуправляемой акустической дифракции, использованных в данной работе. В ней рассмотрены существующие методы изучения магнитоакустических (МА) и акустооптических (АО) явлений. Обсуждены принципы, на которых они основаны, приведены основные характеристики и области их применения. Проанализированы достоинства и недостатки различных методов. Рассмотрены конструктивные особенности современных экспериментальных МА- и АО-установок.

В заключение главы сделан вывод о выборе наиболее перспективного метода исследования магнитоакустических и магнитоакустооптических явлений. На основании проведенного анализа проблемы сформирована цель работы.

Вторая глава посвящена методическим вопросам исследования магнитных материалов с использованием магнитоакустооптической установки. В главе описан принцип работы установки, определены концепция построения и функциональная схема прибора, обоснован выбор измерительной ячейки и конструктивной основы магнитоакустооптической установки. На основе литературных источников определены условия выделения различных магнитоупругих и магнитоакустооптических эффектов.

Разработанный метод исследования и физические принципы МА-методов подразумевают наличие следующих функциональных узлов созданной автоматизированной сканирующей установки (АСУ) (рис.1).

Система возбуждения, модуляции и приема акустических сигналов должна обеспечивать формирование и прием посредством пьезопреобразователей, модуляторов, усилителей и т.д. коротких акустических импульсов заданной частоты, амплитуды и в некоторых случаях фазы. Кроме того, иметь возможность перемещать детектор интенсивности акустической волны по образцу. Система управления магнитным полем должна формировать и удерживать с высокой точностью заданное магнитное поле. Система термостатирования - обеспечивать заданную температуру образца в широком диапазоне. Система возбуждения, модуляции и приема оптического излучения должна формировать, детектировать, определять поляризацию и пространственную структуру слабо расходящихся пучков поляризованного монохроматического излучения. Системы позиционирования образца -обеспечивать поворот образца на заданный угол и позиционирование акустического детектора и фотоприемника с высокой точностью.

Для исследования магнитоакустических эффектов применена эхо-импульсная методика. В образец перпендикулярно его плоскопараллельным граням вводится короткий высокочастотный ультразвуковой импульс. Измерения таких характеристик акустических волн как скорость распространения, затухание, волновой вектор позволяют судить о многих параметрах исследуемых материалов. Для введения ультразвукового импульса использовался пьезопреобразователь, который приклеивался к одному из плоскопараллельных торцов образца.

Рис. 1. Функциональная схема АСУ.

При разработке акустооптической методики очень важным этапом является подготовка образцов для исследования. Все образцы вырезались в виде прямоугольных параллелепипедов с торцами с точностью по плоскопараллельности до 10". Оптически обработанные грани располагались перпендикулярно оси С3 и были параллельны базисной плоскости. Образцы ориентировались с точностью по оси С3 не хуже 0,3°, по оси С2 не хуже 0,6°.

Вторым этапом является подготовка оптической части эксперимента. С этой целью проводились эксперименты по изучению двулучепреломления света в подготовленных кристаллах. В экспериментах изучалась зависимость величины интенсивности прошедшего света от положения образца относительно плоскости поляризации пучка лазера. В результате появилась возможность определять такой угол между осью С2 кристалла и полем В, при котором наблюдается максимальное двулучепреломление света.

На третьем этапе, когда определены нужные геометрии эксперимента и проведена необходимая подготовка, возможно непосредственное изучение магнитозависимой акустической дифракции света.

Таким образом, нами разработан комплексный метод, состоящий из подготовки образцов, предварительных экспериментов с целью оптимизации геометрий экспериментов и непосредственного изучения рефракции ультразвуковых поперечных волн сканированием акустического детектора по поверхности образца и магнитоуправляемой акустооптической дифракции сканированием образца с изменением положения измерительной ячейки и фотоприемника. Предложенный метод может использоваться для исследования магнитоупругих свойств и магнитозависимой акустооптической дифракции света в магнитных материалах, исследования поведения сигнала дифракции от температуры (влияние фазовых переходов) при различных мощностях акустической накачки и величины магнитного поля.

В третьей главе представлена блок-схема автоматизированной установки (рис. 2) и описана аппаратная реализация узлов, блоков и схем.

При изучении МУ- и МО-эффектов исследуемый образец помещается в воздушный зазор между центрами наконечников электромагнита (поз. 7 рис. 2). В заданной геометрии пьезопреобразователем возбуждается ультразвуковой импульс. Возбуждение и прием сдвиговых акустических волн осуществлялись пластинчатыми пьезопреобразователями. В качестве последних использовались плоскопараллельные пластины ниобата лития (Ы№>03) Х-среза с резонансной частотой (поперечной моды со скоростью 4,76х105 см/с) - 10 МГц. Пройдя через образец, ультразвуковой импульс попадает на приемный пьезопреобразователь, с которого снимается электрический сигнал. В приемной части установки происходит усиление, детектирование и обработка принятых электрических сигналов.

В качестве источника оптического излучения (поз. 2 рис. 2) использовался полупроводниковый лазер ИЛПН-1300-50М с длиной волны 1,35 мкм и мощностью 50 мВт. ИК-излучение, пройдя через образец, регистрировалось с помощью оптического датчика (поз. 14 рис. 2). Фотодетектор сконструирован на основе фоторезистора, представляющего собой активную зону 1x1 мм на подложке, и конструктивно дополненной системой охлаждения и термостабилизации с использованием эффекта Пельтье.

Приемная часть установки (поз. 12 рис. 2) представляет собой супергетеродинный, широкополосный приемник, разработанный с учетом необходимой чувствительности (5 мкВ) и полосы пропускания (10-870 МГц) без искажения акустических импульсов. В состав приемника входят: усилитель радиочастоты, гетеродин, смеситель, фильтр низких частот, усилитель промежуточной частоты 31 МГц, детектор с видеоусилителем.

Усиленные видеосигналы поступают на приемную часть установки. В состав системы регистрации входят: осциллограф Тесйтинх 1002, стробоскопический преобразователь напряжения В9-5, ПК и система ввода-вывода [А1, А2]. Для исследования акустооптических свойств в состав

установки входит оптическая часть (рис. 2): образец - 9, лазер ИК диапазона -2, поляризатор и анализатор - 5, фотодетектор - 14.

Рис. 2. Блок-схема АСУ. I - высокочастотный усилитель мощности, 2 -инфракрасный лазер, 3 - блок питания магнита, 4 - ЦАП, 5 - поляризаторы, 6 -пьезопреобразователи, 7 - наконечники электромагнита, 8 - датчик Холла, 9 -образец, 10 - персональный компьютер, II - программа управления установкой, 12 - супергетеродинный широкополосный приемник, 13 - АЦП, 14 - фотодетектор.

Для автоматизации измерений и компьютерного управления величиной внешнего магнитного поля был сконструирован и изготовлен блок питания электромагнита (поз. 3 рис. 2). Обмотка электромагнита с сопротивлением 90 Ом является нагрузкой линейного регулируемого стабилизатора.

Для измерения магнитного поля использовался ЯМР измеритель магнитной индукции для проведения измерения в контрольных точках и линеаризованный датчик Холла для динамического контроля.

В автоматизированной сканирующей установке реализована температурная стабилизация, позволяющая поддерживать температуру образца от 150°С до -150°С с точностью ±0,1 °С.

В четвертой главе описаны алгоритмы и программная реализация измерительного и обрабатывающего программных комплексов.

Программный комплекс АСУ состоит из нескольких измерительных модулей, реализующих различные алгоритмы сбора информации, накопления и предварительной обработки массивов данных, и их дальнейшей визуализации. Все алгоритмы по детектированию, фильтрации, управлению, накоплению и предварительной обработке реализованы программными средствами в среде графического программирования.

В АСУ реализованы два режима измерений: 1) измерение в режиме полевых зависимостей - эксперимент с линейно возрастающим/убывающим значением магнитного поля (рис. 3); 2) измерения в режиме угловых зависимостей - эксперимент при фиксированном значении магнитного поля.

Рис. 3. Лицевая панель программы для режима измерения полевых зависимостей акустооптической дифракции от величины магнитного поля. 1 -кривая для предварительного эксперимента изучения величины сигнала дифракции от магнитного поля, 2 - осциллограмма сигнала с фотоприемника, 3 - интенсивность сигнала с фотоприемника, 4- кривая увеличения магнитного поля от времени, 5 - сигнал акустической накачки.

Алгоритм исследования образца состоит из нескольких базовых циклов. Цикл построения полевой зависимости по измеренной величине интенсивности акустического пучка или интенсивности прошедшего света является базовым. Внутри этого цикла происходит развертка тока магнита, измерение величины магнитного поля, измерение градиента температур, измерение интенсивности света, прошедшего через образец, измерение интенсивности звука, накопление данных и формирование индикаторов выполнения программы. Он выполняется внутри другого цикла - цикла сканирования по поверхности. Перед

выполнением цикла задается количество шагов системы позиционирования, частота среза для частотного фильтра. После каждого конкретного исследования мы получаем массив данных.

Программное обеспечение АСУ создано таким образом, что результаты каждого исследования собираются в массив данных и сохраняются в отдельный файл в заранее заданную директорию. Для дальнейшей обработки экспериментальных данных была создана универсальная программа для анализа и представления результатов исследования в виде трехмерной картины экспериментальных зависимостей сигнала дифракции от магнитного поля, частоты и мощности акустической накачки, температуры образца и поле-пространственной характеристики акустического пучка.

Пятая глава посвящена изучению магнитоупругих и акустооптических свойств магнитных материалов. Проанализирована точность проведенной МАи АО-методики измерений. Приведены результаты исследований МУ- и АО-свойств легкоплоскостного антиферромагнетика. Для подтверждения полученных результатов приведено сопоставление с имеющейся теорией АФЛП.

Диссипация энергии и потери, связанные с рассеянием звукового пучка, были охарактеризованы коэффициентом затухания а. В результате получаем качественное подтверждение точности выбранной методики проведения измерений.

Анализ метрологических характеристик созданного АСУ и источников погрешностей показывает, что чувствительность установки при МА-измерениях составляет 5 мкВ, а при акустооптических - 2 нВт.

Предлагаемая методика рассматривается на примере кристалла гематита. На первом этапе определялись направления кристаллографических осей, проводилась необходимая обработка кристаллов, затем на торцевые грани напылялись металлические пленки, являющиеся одной из обкладок пьезопреобразователей, второй обкладкой являются внешние пластинчатые электроды необходимых размеров. Для возбуждения и приема ультразвука пьезопреобразователи присоединялись к этим граням на твердой склейке. Таким образом, формировались и принимались поперечные акустические волны на заданных частотах и с известной поляризацией.

Вторым этапом проводился контрольный эксперимент - изучение магнитоакустического двулучепреломления, для сопоставления известных теоретических и экспериментальных результатов данного образца, это необходимо для уточнения геометрии эксперимента в дальнейших исследованиях.

Изменяя угол между осью второго порядка и магнитным полем, можно получать в образце либо чистую моду колебаний, либо смесь с ортогональными поляризациями (рис. 4а) [3]. В этом случае, т.к. скорость одной из мод зависит от величины внешнего магнитного поля, на выходе образца получим интерференционную картину волны с вращающейся поляризацией от величины магнитного поля. А поскольку приемный преобразователь принимает только одну поляризацию, то интенсивность сигнала будет меняться от максимума,

при совпадении поляризаций, до минимума при их ортогональном положении (рис. 46 - кривая 2).

поляризация пьезопреобра-зователей ^

а)

Рис.4, а) При

ортогональном

В(Тл)

расположении поляризаций

пъезопреобразователей и осью второго порядка показано два случая: сплошные линянии - возбуждение в образце двух нормальных мод (<Рн= 22,5°) полезависимой £ и поленезависимой т], пунктиром показан случай возбуждения и приема чистой моды полезависимой ¿¡' (<рн*= 45°), б) показано поведение амплитуды сигнала от величины магнитного поля на приемном пъезопреобразователе при распространении в образце двух нормальных мод - кривая 2 и одной чистой моды г\- кривая 1 [АЗ, А4].

На третьем этапе проводились эксперименты в интересующих нас геометриях (рис. 5). При проведении экспериментов измерялась величина отклонения от направления распространения первого прошедшего через образец импульса поперечных ультразвуковых волн в зависимости от величины и направления магнитного поля, приложенного в базисной плоскости [АЗ, А4]. При сканированием небольшим внешним электродом по поверхности (рис. 5а) приемного пьезопреобразователя определялось распределение акустической энергии (сечение акустического пучка) и его расположение относительно осевой линии, проходящей через неподвижную внешнюю обкладку передающего пьезопреобразователя.

На рис. 5а изображена геометрия эксперимента, когда мы возбуждали обе моды £ и ц. При этом наблюдается разделение потока акустической энергии на две волны, распространяющиеся в разных направлениях. На рис. 56 показана амплитуда сигнала приемного пьезопреобразователя в зависимости от положения электрода приемного пьезопреобразователя и величины магнитного поля. Как видно из рис. 56, наблюдается пространственное разделение акустического пучка. В дальнейших экспериментах исследовано поведение каждой акустической моды отдельно от величины магнитного поля.

Для оценки точности определения скорости акустической волны был проведен анализ коэффициента затухания а (1,87 дБ/мкс) и сопоставлены результаты экспериментальных данных по скорости в гематите с данными в

работе [41. Как видно из рисунка 6, полученные нами значения для скорости качественно согласуются с результатами из работы [4[.

С3

УЛІ JV^■

Г

3 а)

Рис.5. Исследование рефракции звука: а) схема эксперимента (1 - образец, 2 - пъезопреобразователи, 3 - неподвижный передающий пластинчатый электрод, 4 - приемный сканирующий пластинчатый электрод), б) трехмерная картина поведения амплитуды первого прошедшего ультразвукового импульса от положения сканирующего электрода и величины поля. Видно отклонение потоков энергии, соответствующие нормальным модам £ и 7/, распространяющимся в образце при (рв = 22.5° [АЗ, А4].

Исследования магнито-упругих и акустооптических характеристик гематита,

выполненные на АСУ, показали, что предложенный метод позволяет получать не только количественные характеристики, но и качественную картину распределения потока

акустической энергии на поверхности антиферро-

магнетика.

Сопоставление экспериментальных результатов с имеющейся теорией

подтверждает достоверность данных, полученных с помощью АСУ.

— и—V. -

-Л- V.«

поле. Тл

Рис. 6. - скорость поперечной моды в гематите (С2||В);У±- скорость сдвиговой волны с поляризацией, перпендикулярной оси и2 гематита [4]; У_45 - скорость акустической волны в гематите при срв = 22,5° (угол между С2 и В).

В заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы. Намечены перспективы дальнейших исследований.

Основные результаты и выводы:

1. Разработана и создана универсальная автоматизированная сканирующая установка для изучения магнитоакустических явлений и магнитоакустооптичеких взаимодействий в магнитных материалах. Разработаны и изготовлены система формирования и управления магнитным полем, система термостатирования образца, система формирования и приема акустических импульсов.

2. Разработана и реализована методика измерения рефракции ультразвуковых поперечных волн и магнитоуправляемой акустической дифракции света в режиме Рамана-Ната в магнитных материалах.

3. Разработана универсальная программа для анализа и представления результатов исследования в виде трехмерной картины экспериментальных зависимостей сигнала дифракции от магнитного поля, частоты и мощности акустической накачки, температуры образца и поле-пространственной характеристики акустического пучка.

4. Проведена проверка работоспособности разработанной и созданной установки и методики исследования рефракции звуковых волн в образцах легкоплоскостного антиферромагнетика а-Ре2Оз. При этом впервые обнаружено разделение входящего потока звуковой энергии на два потока в гематите, соответствующих двум нормальным модам поперечных колебаний. В легкоплоскостном антиферромагнетике a-Fe203 экспериментально исследована в разных режимах и ориентациях акустическая дифракция света в режиме Рамана-Ната в магнитном поле.

Разработанный и созданный прибор перспективен для проведения МА, МО-исследований и изучения акустооптических взаимодействий в магнитных материалах.

Основные результаты работы изложены в следующих публикациях А1. Мигачев С.А., Садыков М.Ф., Иванов Д.А., Шакирзянов М.М. Автоматизированная установка для исследования акустооптических явлений в магнитных материалах // Приборы и техника эксперимента. 2011. №4. С.1-3. А2. Мигачев С.А., Садыков М.Ф., Иванов Д.А., Шакирзянов М.М. Экспериментальная установка для исследования акустооптических процессов в магнитных материалах // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2010. №5-6. С. 71-77. A3. Мигачев С.А., Садыков М.Ф., Иванов Д.А., Шакирзянов М.М. Antiferromagnetic conic refraction of sound in hematite // Solid State Phenomena. 2011. V. 168-169. P.173-176. A4. Мигачев C.A., Садыков М.Ф., Иванов Д.А., Шакирзянов М.М. Магнитное двупреломление и коническая рефракция упругих волн в антиферромагнетике a-FejOj // Физика твердого тела. 2011. Т. 53. В. 3. С. 455-459.

А5. Мигачев С.А., Садыков М.Ф., Иванов Д.А., Шакирзянов М.М. Экспериментальная установка для исследования акустооптических явлений в магнитных материалах // Сборник трудов 8-ой международной научно-практической конференции «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде Labview и технологии National Instruments - 2009» 20-21 ноября 2009, Москва. С. 78-80.

А6. Мигачев С.А., Садыков М.Ф., Иванов Д.А., Шакирзянов М.М. Подключение осциллографа TDS 1002 фирмы Tekrtonix к ПК // Сборник трудов 9-ой международной научно-практической конференции «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде Labview и технологии National Instruments - 2010» 3-4 декабря 2010, Москва. С. 216-217.

А7. Иванов Д.А., Садыков М.Ф. Подключение осциллографа TDS 1002 фирмы Tektronix к ПК // Материалы докладов VI Международной молодежной научной конференции «Тинчуринские чтения». - Казань: Казан, гос. энерг. ун-т, 2011. Т. 1.С. 189-190.

А8. Иванов Д.А., Садыков М.Ф., Мигачев С.А., Шакирзянов М.М. Магнитоуправляемая дифракция света на звуке в антиферромагнетике а-Fe203 в режиме Рамана-Ната // Сборник трудов Международной конференции и семинаров «0птика-2011». Санкт-Петербург. 17-21 октября 2011.- СПб: НИУИТМО, 2011. - Т. 1. С. 321-323.

А9. Иванов Д.А., Садыков М.Ф. Магнитоуправляемая дифракция света на звуке в антиферромагнетике a-Fe2Oj в режиме Рамана-Ната // Материалы докладов VII Международной молодежной научной конференции «Тинчуринские чтения». - Казань: Казан, гос. энерг. ун-т, 2012. Т. 1. С. 215.

Список цитируемой литературы:

1. Behtash Behin-Aein, Deepanjan Datta, Sayeef Salahuddin & Supriyo Datta. Proposal for an all-spin logic device with built-in memory II Nature Nanotechnology. 2010. No 5. C. 266 - 270.

2. Ожогин В.И., Преображенский B.JI. Ангармонизм смешанных мод и гигантская акустическая нелинейность антиферромагнетиков. // УФН. 1988. Т. 155. С. 593-621.

3. Е.А.Туров. Кинетические, оптические и акустические свойства антиферромагнетиков. Изд-во УрО АН СССР, Свердловск. 1990. 134 с.

4. Бережное В.В., Евтихеев Н.Н., Преображенский В.Л., Экономов Н.А. Магнитоакустический преобразователь спектра радиосигналов. // Радиотехника и электроника. 1983. №2. С. 376-379.

Подписано к печати 8.12.2012 г. Формат 60x84/16

Гарнитура «Times» Вид печати РОМ Бумага офсетная

Физ. печ. л. 1.0 Усл. печ. л. 0,94 Уч.-изд. л. 1.0

Тираж 100 экз. _Заказ № 4544_

Издательство КГЭУ 420066, Казань, Красносельская, 51.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Природа магнитоупругих эффектов в антиферромагнетиках 13 1.1. ¡.Особенности акустического двупреломления в легкоплоскостных антиферромагнетиках

1.2 Природа фотоупругого взаимодействия в 19 антиферромагнетиках

1.3 Современные методы и установки для исследования 21 магнитоакустических свойств

1.3.1 Ультразвуковая спектроскопия

1.3.2 Техника широкого динамического диапазона для . магнитоакустических измерений

1.3.3 Экспериментальная техника для ультразвуковых измерений и ЭПР в импульсных магнитных полях

1.3.4 Методики измерения магнитоупругих и магнитоакустических свойств антиферромагнетиков

1.4 Методы исследования акустооптических явлений 27 1.4.1 Примеры акустооптических ячеек

1.5 Экспериментальные исследования фотоупругих взаимодействий в гематите

1.6 Выводы

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДИКИ ИССЕДОВАНИЯ АНТИФЕРРОМАГНЕТИКОВ

2.1 Методика магнитоакустических исследований в магнетике 37 2.1.1 Методика исследования рефракции звука в антиферромагнетиках и способ представления результатов исследования

2.2 Оптимизация методики изучения магнитозависимой дифракции света на звуке в режиме Рамана-Ната

2.3 Функциональная схема

2.4 Концепция

2.5 Выводы

ГЛАВА 3. КОНСТРУКЦИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СКАНИРУЮЩЕЙ УСТАНОВКИ

3.1 Блок-схема магнитоакустической части автоматизированной сканирующей установки

3.2 Система возбуждения и приема акустической волны

3.3 Система управления магнитным полем

3.4 Система позиционирования электрода измерительной ячейки магнитоакустической части установки

3.5 Сканирующая система магнитоакустической измерительной ячейки

3.6 Супергетеродинный приемник

3.7 Система контроля и возбуждения мощной акустической накачки

3.8 Система термостабилизации

3.9 Блок-схема акустооптической части установки

3.9.1 Оптическая система

3.9.2 Фотоприемник

3.9.3 Оценка акустической мощности абсолютной температуры нагрева образца

3.10 Основные технические характеристики и особенности автоматизированной сканирующей установки

3.11 Выводы

ГЛАВА 4. ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СКАНИРУЮЩЕЙ УСТАНОВКИ

4.1 Среда программирования

4.2 Измерительный программный комплекс

4.2.1 Режим полевых зависимостей

4.2.2 Режим угловых зависимостей

4.2.3 Алгоритм исследования образца

4.2.4 Интерфейс измерительного программного комплекса

4.3 Вычислительный программный комплекс. Алгоритм обработки результатов исследования

4.4 Выводы

ГЛАВА 5. ИЗУЧЕНИЕ МАГНИТОУПРУГИХ И АКУСТООПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЛЕГКОПЛОСКОСТНЫХ АНТИФЕРРОМАГНЕТИКОВ

5.1 Метрологические характеристики АСУ

5.1.1 Оценка коэффициента затухания МА-измерений

5.1.2 Измерение магнитного поля

5.1.3 Юстировка оптической системы и ориентация образцов

5.2 Исследование магнитного двупреломления и конической рефракции упругих волн в антиферромагнетике а-Ре

5.3 Исследования магнитозависимой дифракции света на звуке в режиме Рамана-Ната в гематите

5.4 Методика определения скорости акустической волны в кристалле на основе осцилляций звука

5.5 Оценка основных параметров и чувствительности АСУ

5.6 Выводы 103 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 104 СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА 105 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Актуальность работы.

Магнитные материалы - вещества, обладающие определенным типом упорядочения атомных магнитных моментов. Чрезвычайно разнообразны области применения магнитных материалов: от электротехнических сталей в качестве магнитопроводов трансформаторов, электромашин, до фотокатализаторов [1], газовых датчиков [2], фотоэлектродов для преобразования солнечной энергии [3,4], сверхминиатюрных ячеек памяти [5-8], СВЧ-устройств [9,10]. Следует упомянуть открытие нового класса магнитных материалов, обладающих эффектом высокотемпературной сверхпроводимости [11-16], гигантского магнитосопротивления [17,18] и магнитокалорическими свойствами [19].

Интерес к магнитным материалам вызван тем, что в них можно наблюдать различные нелинейные явления, связанные с магнитоупругим взаимодействием, т.е. взаимным влиянием намагниченности и упругих деформаций; магнитооптическим взаимодействием, т.е. взаимодействием оптического излучения с веществом, находящимся в магнитном поле и акустооптическим взаимодействием [20]. Кристаллы магнитных материалов удобны в качестве устройств функциональной электроники, использующих, в частности, параметрические эффекты [21,22]. Ряд уникальных свойств, в частности магнитооптических, делают их перспективными для применения в быстродействующих устройствах обработки информации [23].

Для изучения магнитных материалов и зависимостей их характеристик от магнитного поля обычно используют магнитоакустические и акустооптические методы. Акустические методы удобны для исследования распространения упругих волн в кристаллах, получения их количественных характеристик. Акустооптические методы, в свою очередь, служат отличным инструментом для определения характеристик материала при взаимодействии акустических и оптических волн. Логично предположить, что развитие магнитоакустических, магнитооптических и акустооптических методов исследования требует дальнейшей разработки, так как устройства управления параметрами акустических волн лазерных пучков в магнитных материалах находят широкое применение при решении различных задач в науке и технике [25]. Также для визуализации распространения акустической волны и оптического пучка после взаимодействия с акустической волной при использовании акустооптического метода возможно реализовать сканирование акустическим и оптическим датчиками поверхности исследуемого материала.

На практике обычно отдельно исследуют различные типы указанных выше магнитоупругих, магнитооптических и акустооптических взаимодействий. Следовательно, разработка комплексного метода для совместного исследования магнитоакустических, магнитооптических и акустооптических взаимодействий в магнитных материалах и создание автоматизированной сканирующей установки является актуальной задачей.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие . задачи.

• На основе анализа существующих методов измерений параметров распространения акустических волн и акустооптического взаимодействия в магнитных материалах разработать функциональную схему установки и методику проведения измерений. Определить конкретные технические решения для отдельных функциональных узлов.

• Сконструировать и создать установку для изучения магнитоакустических, магнитооптических и акустооптических взаимодействий в магнитных материалах.

• Разработать алгоритмическое и программно-техническое обеспечение процессов измерения и обработки информации в измерительной установке.

• Для проверки работоспособности изготовленной установки провести исследования рефракции акустических волн и акустооптической дифракции в магнитном поле.

Научная новизна:

• Впервые предложен комплексный метод исследования рефракции акустических поперечных волн и магнитоуправляемой акустической дифракции света в режиме Рамана-Ната в магнитных материалах.

• Разработана и создана оригинальная экспериментальная установка для изучения магнитоакустических, магнитооптических и акустооптических явлений в магнитных материалах с возможностью сканирования образца акустическим детектором и фотоприемником.

• Впервые реализована методика косвенного измерения скорости акустической волны, распространяющейся в кристалле, по форме осцилляций интенсивности акустической волны за счет отставания скорости магнитоупругой моды от скорости магнитонезависимой моды.

• С помощью созданной автоматизированной сканирующей установки обнаружена рефракция акустических поперечных волн в легкоплоскостном антиферромагнетике а-Ре203 - разделение входящего потока звуковой энергии на два потока, соответствующих двум нормальным модам поперечных колебаний.

• С помощью созданной автоматизированной сканирующей установки обнаружены и исследованы температурные и угловые зависимости магнитоуправляемой акустической дифракции света в легкоплоскостном антиферромагнетике а-Ре203 в режиме Рамана-Ната.

Практическая значимость. Разработанная и созданная установка представляет возможность для одновременного исследования магнитоупругих, магнитооптических и акустооптических свойств магнитных материалов. Установка позволяет исследовать физические явления при одновременном воздействии на вещество оптического излучения ближнего ИК-диапазона и акустических полей с с 'у мощностью до 10 Вт/м в частотном диапазоне 10-870 МГц в магнитных полях до 2,2 Тл.

Реализация результатов работы. Разработанная и созданная установка внедрена в практику проведения научных исследований в лаборатории магнитоакустики КФТИ КазНЦ РАН, что подтверждено соответствующей справкой.

Достоверность полученных результатов определяется повторяемостью и воспроизводимостью результатов измерений, их сопоставимостью с теорией и данными, полученными с помощью других методик, опубликованными в научной литературе, а также теоретическим обоснованием на основе использования известных положений фундаментальных наук.

На защиту выносится.

• Комплексный метод исследования магнитоакустических, магнитооптических и акустооптических взаимодействий в магнитных материалах.

• Автоматизированная сканирующая установка, позволяющая одновременно воздействовать на исследуемый материал ИК облучением, акустическим полем, статическим магнитным полем с последующей компьютерной обработкой сигналов и экспериментальных данных.

• Система формирования и приема акустических импульсов, состоящая из модулятора, высокочастотного усилителя мощности, широкополосного приемника, системы ввода-вывода информационных сигналов в ПК.

• Разработанное программное обеспечение управления работой установки и обработки полученных данных.

•

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

• XVI Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» 25-26 февраля 2010 г., Москва, МЭИ (ТУ).

• IV Euro-Asian symposium "Trends in magnetism" EASTMAG-2010, June 28-July 2, 2010, Ekaterinburg, Russia.

• VII Международной конференции молодых ученых и специалистов «Оптика-2011», 17-21 октября 2011 г., НИУИТМО, Санкт-Петербург.

• 8, 9-ой международных научно-практических конференциях «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде Labview и технологии National Instruments», Москва, РУДН. 2009, 2010 гг.

• VI, VII Международных молодежных научных конференциях «Тинчуринские чтения», 27-29 апреля 2011 г., 25-27 апреля 2012 г., КГЭУ, Казань.

Также работа была представлена в основных результатах завершённых фундаментальных исследований КФТИ КазНЦ РАН за 2010 год: Магнитное двупреломление и коническая рефракция упругих волн в антиферромагнетике а-Fe203 [26].

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, из них 4 статьи в журналах, входящих в перечень ЁАК (1 - в зарубежном журнале, 2 - в переводных журналах), и 5 публикаций в материалах международных научных конференций.

Личный вклад автора» Результаты, представленные в диссертации и публикациях, получены при непосредственном участии соискателя. Автор принимал участие в создании автоматизированной сканирующей установки, в формировании идей, разработке методики, проведении экспериментов, обсуждении и обработке экспериментальных данных, написании статей и представлении докладов на конференциях. Соискателем разработаны и изготовлены система формирования мощных акустических импульсов, системы согласования пьезопреобразователей, системы детектирования слабых электромагнитных сигналов, системы сопряжения с персональным компьютером и управляемый блок питания электромагнита. Соискателем разработано программное обеспечение, позволяющее проводить исследования распространения акустических и оптических волн в магнитных материалах.

Соответствие диссертации научной специальности. Диссертация соответствует специальности 05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий и относится к следующим областям исследования:

1) Методика измерения зависящей от постоянного магнитного поля конической рефракции, обусловленной перенормировкой модулей упругости эффективным магнитоупругим взаимодействием соответствует п. 1 «Научное обоснование новых и усовершенствование существующих методов аналитического и неразрушающего контроля природной среды, веществ, материалов и изделий» паспорта специальности.

2) Разработка и создание универсальной установки для изучения магнитоакустооптических явлений в магнитных материалах соответствует п. 3 «Разработка, внедрение и испытания приборов, средств и систем контроля природной среды, веществ, материалов и изделий, имеющих лучшие характеристики по сравнению с прототипами» паспорта специальности.

3) Разработка алгоритмов и подходов для аппаратно-программной реализации измерений, обработки и хранения информации в автоматизированной сканирующей установке соответствует п. 6 «Разработка алгоритмического и программно-технического обеспечения процессов обработки информативных сигналов и представление результатов в приборах и средствах контроля, автоматизация приборов контроля» паспорта специальности.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка цитируемой литературы и приложения. Общий объём диссертации - 113 страниц, включая 56 рисунков и 1 таблицу. Библиографический список содержит 101 наименование.

Основные результаты и выводы:

1. Разработана и создана универсальная автоматизированная сканирующая установка для изучения магнитоакустических явлений и магнитоакустооптичеких взаимодействий в магнитных материалах. Разработаны и изготовлены система формирования и управления магнитным полем, система термостатирования образца, система формирования и приема акустических импульсов.

2. Разработана и реализована методика изучения рефракции акустических поперечных волн и магнитоуправляемой акустической дифракции света в режиме Рамана-Ната в ферромагнетиках.

3. Разработана универсальная программа для анализа и представления результатов исследования в виде трехмерной картины экспериментальных зависимостей сигнала дифракции от магнитного поля, частоты и мощности акустической накачки, температуры образца и поле-пространственной характеристики акустического пучка.

4. Проведена проверка работоспособности разработанной и созданной установки и метод исследования рефракции акустических волн в образцах легкоплоскостного антиферромагнетика а-Ре20з. При этом впервые обнаружено разделение входящего потока акустической энергии на два потока в гематите, соответствующих двум нормальным модам поперечных колебаний.

5. С использованием созданной автоматизированной сканирующей установки в легкоплоскостном антиферромагнетике а-Ре203 экспериментально исследована в разных режимах и ориентациях акустическая дифракция света в режиме Рамана-Ната.

Разработанный и созданный прибор перспективен для проведения исследований магнитоакустооптических взаимодействий в магнитных материалах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. А2. Мигачев С. А., Садыков М.Ф., Иванов Д. А., Шакирзянов М.М. Экспериментальная установка для исследования акустооптических процессов в магнитных материалах. // Изв. выс. уч. зав. Проблемы энергетики. 2010. №5-6. С. 71-77.

2. A5. Мигачев С.A., Садыков М.Ф., Иванов Д.А., Шакирзянов М.М. Магнитное двупреломление и коническая рефракция упругих волн в антиферромагнетике а-Fe203. // Физика твердого тела. 2011. Т. 53. В. 3. С. 455-459.

3. Kay A., Cesar I., Gratzel M. // J. Am. Chem. Soc. 2006. V. 128. P. 15714.

4. Huo L., Li W., Lu L., Cui H., Xi S., Wang J., Zhao В., Shen Y., Lu Z. // Chem. Matters. 2000. V. 12. P. 790.

5. Ohmori T., Takahashi H., Mametsuka H., Suzuki E. // Chem. Phys. 2000. V. 2. P. 3519.

6. Chioncel M.F., Diaz-Guerra C., Piqueras J. Shape-controlled synthesis and cathodoluminiscence properties of elongated a-Fe203 nanosructures. // J. of Appl. Phys. 2008. V. 104. P. 124311.

7. Magnetic switch for memory. // Nature 481, 241 (2012).

8. Bibes M., Barthélémy A. Multiferroics: Towards a magnetoelectric memory. // Nature Materials. 2008. V. 7. P. 425 426.

9. A. V. Kimel, B. A. Ivanov, R. V. Pisarev, P. A. Usachev, A. Kirilyuk & Th. Rasing Inertia-driven spin switching in antiferromagnets. // Nature Physics. 2009. V. 5. P. 727 731.

10. Behtash Behin-Aein, Deepanjan Datta, Sayeef Salahuddin & Supriyo Datta. Proposal for an all-spin logic device with built-in memory. // Nature Nanotechnology. 2010. V. 5. P. 266 270.

11. Голосовский И.В., Мирбо И., Андре Ж., Товар М., Тоббенс Д.М., Курдюков Д.А., Кумзеров Ю.А. Магнитный фазовый переход в антиферромагнетике СоО, наноструктурированном в пористом стекле. // ФТТ. 2006. Т. 48. В. 11. С. 2010-2013.

12. Nguyen N. Phuoc, Feng Xu, and С. К. Ong. Ultrawideband microwave noise filter: Hybrid antiferromagnet/ferromagnet exchange-coupled multilayers. // Appl. Phys. Lett. 2009. V. 94. P. 092505.

13. M.N. Baibich, J.M. Broto, A. Fert, F. Nguyen Van Dau, F. Petroff, P. Etienne, G. Creuzet, A. Friederich, J. Chazelas. // Phys. Rev. Lett. 1988. V. 61. P. 2472.

14. Matthias Vojta. Cuprate superconductivity: Magnetic fluctuations revealed. // Nature Physics. 2011. V. 7. P. 674-675.

15. Jan Zaanen. High-temperature superconductivity: The secret of the hourglass. //Nature. 2011. V. 471. P. 314-316.

16. Jun Zhao, D. T. Adroja, Dao-Xin Yao, R. Bewley, Shiliang Li, X. F. Wang, G. Wu, X. H. Chen, Jiangping Hu & Pengcheng Dai. Spin waves and magnetic exchange interactions in CaFe2As2. // Nature Physics. 2009. V. 5 P. 555 560.

17. L. Wang, S. G. Wang, Syed Rizwan, Q. H. Qin, and X. F. Han. Magnetoresistance effect in antiferromagnet/nonmagnet/antiferromagnet multilayers. // Appl. Phys. Lett. 2009. V. 95. P. 152512.

18. Валиев Э.В. Энтропия и магнитокалорический эффект в ферромагнетиках и антиферромагнетиках. // Физика металлов и металловедение. 2007. Т. 104. №1. С. 12-16.

19. Ожогин В.И., Преображенский. Ангармонизм смешанных мод и гигантская акустическая нелинейность антиферромагнетиков. // УФН. 1988. Т. 155. С. 593-621.

20. Евтихеев Н.Н., Преображенский В.Л., Савченко М.А., Экономов Н.А. // Вопросы радиоэлектроники. Сер. общетехнич. 1978. Т. 5. С. 124.

21. Бережнов В.В. // Вопросы радиоэлектроники. Сер. общетехнич. 1982.1. T. 11. С. 121.

22. Seavey M.H. // Solid State Commun. 1973. V. 12. P. 149.

23. Волошинов В.Б., Никитин П. А., Трушин A.C., Магдич Jl.H. Акустооптическая ячейка на кристалле парателлурита с поверхностным возбуждением объемных акустических волн. // Письма в ЖТФ. 2011. Т. 37. В. 16. С. 22-28.

24. Туров Е.А., Мирсаев И.Ф., Николаев В.В. Специфические эффекты акустического двупреломления в антиферромагнетиках. // УФН. 2002. Т. 172. №2. С. 193-212.

25. Е.А.Туров. Кинетические, оптические и акустические свойства антиферромагнетиков. Изд-во УрО АН СССР, Свердловск (1990). 134с

26. Гакель В.Р. Акустическое двулучепреломление в антиферромагнитном МпС03. // Письма ЖЭТФ. 1969. Т. 9. №5. С. 590-594.

27. Туров Е.А. Акустический эффект Коттона-Мутона в антиферромагнетиках. //ЖЭТФ. 1989. Т. 96. №6(12). С. 2140-2147.

28. Туров Е.А. Обменно—усиленное фотоупругое взаимодействие и бреговская дифракция света на звуке в антиферромагнетиках. // ЖЭТФ. 1990. Т. 98. №2(8). С. 655-667.

29. Туров Е.А. Особенности рассеяния света на звуке в легкоплоскостныхантиферромагнетиках в режиме Рамана-Ната. // ЖЭТФ. 1997. Т. 112. В. 4(10). С. 1464-1475

30. Э. Дьелесон, Д. Руайе, Упругие волны в твердых телах. М.: Наука. 1982.424 с.

31. Дж. Н. Ли, Э. Вандерлугг // ТИИЭР. 77, (10), 158 (1989)

32. Ю.Н.Мицай, К.М.Скибинский, М.Б.Стругацкий, В.В.Тараканов. // ФТТ. 1997. Т. 39. С. 901.

33. И.Ш.Ахмадуллин, С.А.Мигачев, М.Ф.Садыков, М.М.Шакирзянов. Магнитное двупреломление звука и магнитоакустические осцилляции в гематите. // ФТТ. 2004. Т. 46. С. 305-307.

34. Ахмадуллин И.Ш., Мигачев С.А., Садыков М.Ф., Шакирзянов М.М. Проявление базисной анизотропии и механических граничных условий в магнитном двупреломлении звука в гематите. // ФТТ. 2005. Т. 47. С. 506-508.

35. Евтихеев Н.Н., Мошкин В.В., Преображенский В.Л., Экономов Н.А. Акустооптическая модуляция в гематите. // Письма в ЖЭТФ. 1982. Т. 35. В. 1. С. 31-34.

36. Физическая акустика. Принципы и методы. // Под редакцией У. Мэзона и Р. Терстона. М.: Изд-во «Мир», 1974, 430 с.

37. Papadakis Е.Р. Physical acoustics. The measurement of ultrasonic velocity. //NY.: Acad. Press. 1990. V. XIX. P. 84.

38. V. Buckin, B. O'Driscoll and C. Smyth Ultrasonic spectroscopy for material analysis. // Recent advances. Spectrosc. Europe. 2003. V. 15. №1. P. 20.

39. J.D. Gavenda, M.D. Foegelle Large dynamic range technique for magnetoacoustic measurements. // Review of Scientific Instruments. 2001. V. 72. №5. P. 2498-2499.

40. J. D. Gavenda et al. Magnetoacoustic effects in copper using surface acoustic waves. // Phys. Rev. B. 2004. V. 70. P. 245105.

41. B. Wolf, B. LuK thi, S. Schmidt, H. Schwenk, M. Sieling, S. Zherlitsyn, I.

42. Kouroudis New experimental techniques for pulsed magnetic fields ESR and ultrasonics. // Physica B. 2001. V. 294-295. P. 612-617.

43. S. Yasin, A.V. Andreev, Y. Skourski, J. Wosnitza, S. Zherlitsyn, and A.A. Zvyagin Magneto-acoustic study of single crystalline Ucu0.95Ge. // Phys. Rev. B. 2011. V. 83. P. 134401.

44. A. Sytcheva, U. Low, S. Yasin, J. Wosnitza, S. Zherlitsyn, P. Thalmeier, T. Goto, P. Wyder and B. Lüthi Acoustic Faraday effect in Tb3Ga5012. // Phys. Rev. B. 2010. V. 81. P. 214415.

45. A. Suslov, D. Dasgupta, J. R. Feller, Bimal K. Sarma, J. B. Ketterson Ultrasonic spectrometers for condensed matter studies at very high magnetic field. // IJMPB. 2002. V. 16. Is. 20-22. P. 3391-3394.

46. Бергман JI. Ультразвук и его применение в науке и технике. М.: Издво Иностранной литературы. 1957. 726 с.

47. H.J. Mc.Skimmin, P. Andreatch, // J. Acoust. Soc. Am. 1962. V. 34. p.609.

48. Зон Б.А., Пахомов Г.В. Нелинейное взаимодействие магнитоакустических волн в ортоферрите иттрия. // Писма в ЖЭТФ. 1999. Т. 70. В. 12. С. 789-792

49. Зон Б.А., Купершмидт В.Я., Пахомов Г.В., Урузбаев Т.Т. // Письма в ЖЭТФ. 1987. Т. 45. В. 219.

50. Власов К.Б., Ринкевич А.Б. Коническая рефракция упругих волн, обусловленная магнитным полем, в вольфраме и молибдене. // Акуст. журнал. 2000. Т. 46. №1. С. 60-67.

51. Гуляев Ю.В., Тарасенко С.В., Шавров В.Г. Спин-волновая акустика антиферромагнитных структур как магнитоакустических материалов. //УФН. 2011. Т. 181. №6. С. 595-626

52. Плешаков И.В. Параметрическое возбуждение магнитоупругих колебаний монокристаллов гематита в слабых магнитных полях. // ФТТ. 2005. Т. 47. В. 9. С. 1629-1623.

53. Бучельников В.Д., Васильев А.Н., Никишин Ю.А. Электромагнитное возбуждение ультразвука в антиферромагнетиках. // ФТТ. 1997. Т. 39. В. 5. С. 905-907.

54. Бучельников В.Д., Васильев А.Н. Электромагнитное возбуждениеультразвука в ферромагнетиках. // УФН. 1992. Т. 162. №3. С. 89-128, (1992).

55. Harris S.E., Nieh S.T.K., Fiegelson R.S. // Appl. Phys. Letts. 1970. V. 17. No. 5. P. 223.

56. Котов В.М. Акустооптическое умножение частоты сдвига оптического излучения на основе брегговского поляризационного расщепления. //Акуст. журна. 2002. Т.48. №5. С. 649-652.

57. Капустина O.A. Пути совершенствования акустооптических преобразователей на жидких кристаллах. // Акуст. журнал. 2000. Т. 46. №3. С. 204-210.

58. Волошинов В.Б., Поликарпова Н.В., Можаев В.Г. Близкое к обратному отражение объемных акустических волн при скользящем падении в кристалле парателлурита. // Акуст. журнал. 2006. Т. 52. №3. С. 297305.

59. Антонов С.Н., Вайнер A.B., Проклов В.В., Резвов Ю.Г. Изотропная дифракция светового пучка на акустических волнах основной частоты и гармониках. // Акуст. журнал. 2008. Т. 54. №5. С. 693-698.

60. Акустооптические кристаллы. Под ред. М.П. Шаскольской. -М.: Наука. 1992.

61. Балакший В.И., Манцевич С.Н. Акустооптическая коллинеарная дифракция произвольно поляризованного света. // ЖТФ. 2011. Т. 81. В. И. С. 106-111.

62. Балакший В.И., Парыгин В.Н., Чирков JI.E. Физические основы акустооптики. М.: Радио и связь. 1985

63. Антонов С.Н., Вайнер A.B., Проклов В.В., Резвов Ю.Г. Брэгговская акустооптическая дифракция без перемодуляции при фазированном преобразователе. //ЖТФ. 2010. Т. 80. В. 9. С. 104-109.

64. Антонов С.Н., Вайнер A.B., Проклов В.В., Резвов Ю.Г. Новый акустооптический эффект — брэгговская дифракция без перемодуляции. // ЖТФ. 2009. Т. 79. В. 6. С. 119-123.

65. Мигачев С.А., Садыков М.Ф., Шакирзянов М.М. Дифракция света на звуке в антиферромагнетике a-Fe203 в режиме Рамана-Ната, обусловленная модуляцией поляризаций нормальных оптических мод. // ФТТ. 2008. Т. 50. В. 10. С. 1853-1856.

66. Мигачев С.А., Садыков М.Ф., Шакирзянов М.М. Акустооптическая дифракция в гематите, обусловленная магнитоупругой модуляцией поляризаций оптических мод. // Письма в ЖЭТФ. 2008 Т. 88. В. 1. С. 54-58.

67. Туров Е.А. // Письма в ЖЭТФ. 1997. Т. 65. В. 4. С. 317- 321.

68. Труэлл Э., Эльбаум Ч., Чик Б. Ультразвуковые методы в физике твердого тела. М.: Изд-во Мир. 1972. 307 с.

69. Заказнов Н.П., Кирюшин С.И., Кузичев В.Н. Теория оптических систем: уч. для студентов приборостроительных спец. вузов. М.: Машиностроение. 1992. 448 с.

70. Афанасьев В.А. Оптические измерения: учебник для вузов. 3-е изд. -М.: Высшая школа. 1981. 229 с.

71. Ахмадуллин И.Ш., Голенищев-Кутузов В.А., Мигачев С.А., Садыков М.Ф. Акустический эффект Коттона-Мутона в гематите. // Изв. ВУЗов. Проблемы энергетики. 2001. №9-10. С. 90-95.

72. Бережнов ВВ, Евтихеев НН, Преображенский BJ1, Экономов ELA Магнитоакустический преобразователь спектра радиосигналов. // Радиотехника и электроника. 1983. №2. С. 376-379.

73. Сысоев A.A., Касьянов В.Б., Потешин С.С., Сильников Е.Е., Трофимов A.C., Сысоев A.A. Аппаратно-программный комплекс для лазерного времяпролетного масс-спектрометра. // ПТЭ. 2007. №6. С. 83-90.

74. Бехтин Ю. С., Баранцев А. А. Аппаратно-программный комплекс цифровой обработки сигналов многорядных матричных фотоприемных устройств. // Прикладная физика. 2007. № 3. С. 76-82.

75. Безответных В.В., Бородин А.Е., Буренин A.B., Войтенко Е.А., Моргунов Ю.Н., Стробыкин Д.С. Аппаратно-программный комплексдля измерения угловой структуры акустических полей в задачах акустической томографии. //ПТЭ. 2008. №2. С. 142-146.

76. Хабибуллин И.М., Зорькин А.Э., Зубрилов В.Г., Валюхов Д.П. Аппаратно-программный комплекс для управления Оже-электронным спектрометром. // ПТЭ. 2007. №5. С. 149-150

77. Чернее Х.И. Индуктивные связи и трансформации в электрических фильтрах. -М.: Связьиздат. 1962. 316 с.

78. Фано Р. Теоретические ограничения полосы согласования произвольных импедансов. -М.: Сов. радио. 1965. 68 с.

79. Ельяшкевич С.А. Цветные телевизоры ЗУСЦТ. Справочное пособие. -М.: Радио и связь. 1989. 143 с.

80. Ельяшкевич С. А., Пескин А. Е. Телевизоры ЗУСЦТ, 4УСЦТ, 5УСЦТ. Устройство, регулировка, ремонт. Издание первое. - М.: МП "Символ-Р". 1993.224 с.

81. Новиков Ю.В., Комашников O.A., Гуляев С.Э. Разработка устройства сопряжения для персонального компьютера типа IBM PC. // М.:Эком. 1997. 221 с.

82. Марцинкявичус А.К., Багданский Э.К. Быстродействующие интегральные микросхемы ЦАП и АЦП. // М.:Радио и связь. 1988. 497 с.

83. Фастовский В. Г., Петровский Ю. В., Ровинский А. Е. Криогенная техника. М.: Энергия. 1967. 415 с.

84. Рубичев Н. А. Измерительные информационные системы: уч. пос. — М.: Дрофа. 2010. 334 с.

85. Евдокимов Ю.К., Линдваль В.Р., Щербаков Г.И. LabVIEW длярадиоинженера: от виртуальной модели до реального прибора. Практическое руководство для работы в программной среде Lab VIEW. -М.: ДМК Пресс. 2007. 400 с.

86. Измеритель магнитной индукции Ш1-1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации

87. Анисимов A.B. ЯМР-стабилизация магнитного поля измерителем магнитной индукции Ш1-1 в режиме частотной модуляции. // ПТЭ. 2009. №4. С. 177-178

88. Приемники оптического излучения. Справочник. М.: Радио и связь. 1998. 296 с.

89. Ахмадуллин И.Ш., Голенищев-Кутузов В.А., Мигачев С.А., Садыков М.Ф. Экспериментальное исследование акустооптических процессов в магнитных материалах. // Изв. ВУЗов. Проблемы энергетики. 2001. №7-8. С. 80-83.

90. В.С.Меркулов, Е.Г.Рудашевский, A.JIe Галль, К.Лейкюрас. // ЖЭТФ. 1978. Т. 75, С. 628.

91. В.С.Меркулов, Е.Г.Рудашевский, А.Ле Галль, К.Лейкюрас. // ЖЭТФ. 1981. Т. 80. С. 161.

92. Димов Ю.В. Метрология, стандартизация и сертификация. // 2-е изд. -М.: Питер. 2005. 432 с.