ФОТОАКУСТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
Возникновение звуковых (акустических) волн в средах под действием оптического излучения. Ф. я. могут быть связаны с обратным пьезоэлектрич. эффектом в кристаллах и пьезокерамике (см. ПЬЕЗОЭЛЕКТРИКИ, ФОТОУПРУГОСТЬ), электрострикционным эффектом, фототермоакустическим эффектом и др.
При электрострикции избыточное давление в среде пропорционально квадрату напряжённости электрич. поля, и поэтому Ф. я., связанные с этим эффектом, всегда сопровождаются преобразованием частотного спектра оптич. излучения. Электрострикционные Ф. я. обусловливают такой важный для нелинейной оптики эффект, как вынужденное рассеяние Мандельштама — Бриллюэна (см. МАНДЕЛЬШТАМА — БРИЛЛЮЭНА РАССЕЯНИЕ). При этом в среде происходит возбуждение (усиление) гиперзвуковой волны с частотой, равной разности частот падающей и рассеянной волн.
Под фототермоакустическим эффектом понимается нагрев поглощаемым светом (а в более общем случае — эл.-магн. излучением любой частоты) облучаемой области среды, что приводит к изменению плотности среды или механич. напряжений. Модуляция мощности падающего излучения вызывает соответствующие временные изменения плотности или термонапряжений, что обусловливает возбуждение акустич. поля в среде, окружающей область поглощения света. Возбуждение звука возможно и без временной модуляции светового пучка, лишь за счёт перемещения в пространстве области его поглощения: в однородной среде — со сверхзвуковой скоростью (т. н. «черенковское излучение» звука по аналогии с Черенкова — Вавилова излучением), & в акустически или оптически неоднородной среде — с любой скоростью (т. н. «переходное излучение» звука).
До появления лазерных источников излучения фототермоакустич. эффект нашёл практич. применение в фотоакустич. спектроскопии и в оптико-акустич. фотоприёмниках, в к-рых используется селективное поглощение исследуемого излучения в газовой ячейке с регистрацией возникающего в ней избыточного давления. С развитием лазерной техники термоакустич. механизм возбуждения звука стал практически универсальным способом бесконтактного возбуждения .акустич. волн в любых средах, в т. ч. и удалённых от источников света. При этом в связи с возможностью концентрации мощного лазерного излучения в малые области среды появились дополнит. физ. 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, к-рая быстро нагревается до высоких темп-р, и в окружающую среду распространяется ударная волна, переходящая по мере удаления от фокуса в обычную акустич. волну. При облучении поверхности конденсир. среды может развиться интенсивное поверхностное испарение её, что приводит в результате реактивной отдачи к возбуждению в самой среде также ударной волны, переходящей по мере распространения в акустическую.
