Tytuł pozycji:
Comprehensive theoretical study of optical, thermophysical and acoustic properties of surface nanostructures with metallic nanoparticles for fiber-optic photoacoustic ultrasound transducers
The relationship between microscopic parameters of surface nanostructure and output characteristics of the photoacoustic transducer is established in this paper. In this paper, novel results in the area of complex simulation of thermal, acoustic and mechanical characteristics of surface nanostructures are demonstrated. The design of fiber-optic photoacoustic ultrasound transducer providing the most effective optical-to-acoustic conversion (intensity modulated optical signal is converted into pressure waves) is proposed as a result comprehensive theoretical study of absorbed optical power, stationary and non-stationary temperature and pressure distribution in various surroundings for different sets of microscopic parameters of surface nanostructures on the optical fiber edge. Additionally, the photoacoustic response is measured in order to provide the experimental proof of main results. Obtained dependencies can be used in the design of modern and perspective systems of ultrasound technical diagnostics, high-resolution ultrasound imaging of industrial densely-packed objects.
W pracy przedstawiono zależność między parametrami mikroskopowymi nanostruktury powierzchniowej a wyjściowymi właściwościami akustycznymi przetwornika fotoakustycznego. W tym artykule przedstawiono nowatorskie wyniki w dziedzinie złożonej symulacji termicznych, akustycznych i mechanicznych właściwości nanostruktur powierzchniowych. Proponuje się zaprojektowanie światłowodowego fotoakustycznego przetwornika ultradźwiękowego zapewniającego najskuteczniejszą konwersję optyczno-akustyczną (sygnał optyczny o modulowanym natężeniu zamienia się w fale ciśnieniowe) w wyniku kompleksowych badań teoretycznych pochłoniętej mocy optycznej, stacjonarnej i niestacjonarnej temperatury oraz rozkład ciśnienia w różnych środowiskach dla różnych zestawów parametrów mikroskopowych powierzchniowych nanostruktur na krawędzi światłowodu. Dodatkowo mierzona jest odpowiedź fotoakustyczna w celu dostarczenia eksperymentalnego dowodu głównych wyników. Uzyskane zależności można wykorzystać przy projektowaniu nowoczesnych i perspektywicznych systemów ultradźwiękowej diagnostyki technicznej, obrazowania ultradźwiękowego wysokiej rozdzielczości gęsto upakowanych obiektów przemysłowych.
Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).
