ИСТИНА

Эффект параметрической генерации волны разностной частоты в фокальной области мощного двухчастотного излучателя представляет интерес как перспективный инструмент контроля за тепловым воздействием ультразвука на биоткани для развивающегося метода неинвазивной HIFU-хирургии. В работе развит конечно-разностный численный алгоритм решения аксиально-симметричного уравнения Хохлова–Заболотской–Кузнецова в квазилинейном приближении для фокусирующего излучателя в виде сферического сегмента. В численном алгоритме использованы спектральное представление поля давления для описания нелинейных взаимодействий волн накачки и метод эквивалентного излучателя, позволяющий переносить граничное условие со сферы на плоскость, сохраняя при этом точность расчета поля в фокальной области излучателя даже при больших углах схождения ультразвукового пучка. Полученные результаты для волны разностной частоты в воде показывают хорошее соответствие с интегральным решением неоднородного волнового уравнения, полученным в рамках квазилинейной теории. Проведено численное моделирование для двух типов излучателей (плоского круглого и сферического фокусирующего) и проанализировано влияние параметров фокусировки на эффективность генерации волны разностной частоты и на ширину диаграммы направленности низкочастотного излучения. Определены наиболее выигрышные параметры бигармонической волны накачки, обеспечивающие эффективную генерацию излучения на разностной частоте в фокальной области параметрического излучателя.