Локальные эффекты возбуждения волн при нелинейном взаимодействии фокусированных ультразвуковых пучков с биологическими объектами

Abstract

С использованием известных распределений поля в фокальной области исследованы характеристики волн суммарной и разностной частоты (ВСЧ и ВРЧ) при нелинейном взаимодействии фокусированных коаксиальных пучков волн со средой. Доказано, что в фокальной области существуют сверхзвуковые нелинейные источники ВРЧ. Показана их связь с предельно возможными углами рассеяния по механизму излучения Черенкова. Проведена оценка амплитуды ВРЧ и ее зависимости от угла рассеяния. Обсуждены возможности применения фокусированных пучков волн для акустической томографии параметров нелинейности биологических объектов.

З використанням відомих розподілів поля у фокальній області досліджено характеристики хвиль сумарної та різницевої частоти (ХСЧ і ХРЧ) при нелінійній взаємодії фокусованих коаксіальних пучків хвиль із середовищем. Доведено, що у фокальній області існують надзвукові нелінійні джерела ХРЧ. Показано їхній зв'язок з граничними кутами розсіяння за механізмом випромінювання Черенкова. Проведено оцінку амплітуди ХРЧ та її залежності від кута розсіяння. Обговорено можливості використання сфокусованих пучків хвиль для акустичної томографії параметрів нелінійності біологічних об'єктів.

The characteristics of the sum and different frequency waves (SFW and DSW) under nonlinear interaction of two collinear focused ultrasound beams with medium are studied using the known field distributions in focal region. The existence of supersonic sources of DSW in the focal region is proved. Interrelation of the supersonic sources with the critical scattering angle due to the Cherenkov emission is shown. The amplitude of DSW and its dependencies on the scattering angle is estimated. Possibilities of application of the focused beams in acoustic tomography of the nonlinearity parameters of biological objects are discussed.