A POSSIBLE METHOD FOR ATTAINING PERIODIC TRAINS OF SHORT HEAT PULSES

Résumé
Récemment, nous avons obtenu une solution analytique presque exacte de l'équation d'onde du second ordre qui décrit la diffusion des ondes de déplacement, de haute fréquence et faible amplitude, par une onde de pompage acoustique de basse fréquence et haute amplitude. La solution donne la dépendance, en fonction du temps et de l'espace, du champ haute fréquence. Ainsi, elle n'est pas limitée aux premières bandes latérales de la pompe, comme c'est le cas dans le calcul habituel de l'interaction entre trois phonons. La précision de la solution augmente comme le rapport de la haute fréquence et de la fréquence du pompage, ce qui la rend très appropriée pour un calcul de l'effet de l'onde acoustique sur les ondes thermiques. La solution met en évidence une forte compression de l'amplitude et de la phase des phonons en fonction du temps et de l'espace. En intégrant par rapport à toutes les ondes thermiques, nous montrons qu'il est possible d'engendrer des trains périodiques de pulsations balistiques de chaleur à partir des fonds thermiques, ou d'accentuer la compression des pulsations de chaleur injectées.

Abstract
In a recent calculation we obtained a nearly exact analytic solution of the second order wave equation describing the scattering of high frequency, low amplitude, displacement waves by a low frequency, high amplitude, acoustic pump wave. The solution gives the total space and time dependent high frequency strain field. It is thus not limited to first side-bands of the pump, as is the usual three phonon interaction calculation. The accuracy of the solution increases with increasing ratio of the high frequency to the pump frequency. It is therefore very suitable to calculating the effect of an acoustic wave on thermal waves. The solution is characterized by strong phonon bunching ; i. e., both amplitude and phase are compressed in time and space. By integrating over al1 thermal waves, we show that it should be possible to generate periodic trains of ballistic heat pulses from the thermal background, or to further compress injected heat pulses.