Анализ характеристик параксиальных векторных гауссовых пучков, влияющих на формирование микроструктур в азополимере

Анализ характеристик параксиальных векторных гауссовых пучков, влияющих на формирование микроструктур в азополимере

Автор: Хонина Светлана Николаевна, Харитонов Сергей Иванович, Волотовский Сергей Геннадьевич, Подлипнов Владимир Владимирович, Ивлиев Николай Александрович

Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics

Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии

Статья в выпуске: 5 т.43, 2019 года.

Бесплатный доступ

В работе рассмотрены параксиальные лазерные Гауссовы пучки с различной поляризацией и их характеристики, такие как вектор Пойнтинга, градиентная сила, плотность силы, важные для оценки воздействия излучения на вещество. Проведён анализ рассматриваемых характеристик лазерного излучения с точки зрения формирования фотоиндуцированного микрорельефа в плёнке азополимера.

Векторные пучки, гауссов пучок, оптические силы, оптическая запись материалов, азополимер, азохромофор, фотоизомеризация, фотомиграция, поверхностные микроструктуры

Короткий адрес: https://sciup.org/140246512

IDR: 140246512   |   DOI: 10.18287/2412-6179-2019-43-5-780-788

Список литературы Анализ характеристик параксиальных векторных гауссовых пучков, влияющих на формирование микроструктур в азополимере

  • Ashkin, A. Acceleration and trapping of particles by radiation pressure / A. Ashkin // Physical Review Letters. - 1970. - Vol. 24, Issue 4. - P. 156-159. - DOI: 10.1103/PhysRevLett.24.156
  • Ashkin, A. Observation of a single-beam gradient force optical trap for dielectric particles / A. Ashkin, J.M. Dziedzic, J.E. Bjorkholm, S. Chu // Optics Letters. - 1986. - Vol. 11, Issue 5. - P. 288-290. - DOI: 10.1364/0L.11.000288
  • Svoboda, K. Optical trapping of metallic Rayleigh particles / K. Svoboda, S.M. Block // Optics Letters. - 1994. - Vol. 19, Issue 13. - P. 930-932.
  • Nieminen, T.A. Calculation and optical measurement of laser trapping forces on non-spherical particles / T.A. Nieminen, H. Rubinsztein-Dunlop, N.R. Heckenberg // Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer. - 2001. - Vol. 70, Issues 4-6. - P. 627-637.
  • Khonina, S.N. Rotation of microparticles with Bessel beams generated by diffractive elements / S.N. Khonina, V.V. Kotlyar, R.V. Skidanov, V.A. Soifer, K. Jefimovs, J. Simonen, J. Turunen // Journal of Modern Optics. - 2004. - Vol. 51, Issue 14. -P. 2167-2184.
  • Dienerowitz, M. Optical manipulation of nanoparticles: a review / M. Dienerowitz, M. Mazilu, K. Dholakia // Journal of Nanophotonics. - 2008. - Vol. 2, Issue 1. - 021875. -
  • DOI: 10.1117/1.2992045
  • Marago, O.M. Optical trapping and manipulation of nanostructures / O.M. Marago, H.J. Philip, G.G. Pietro, V. Giovanni, C.F. Andrea // Nature Nanotechnology. - 2013. - Vol. 8. - P. 807-819.
  • Gao, D. Optical manipulation from the microscale to the nanoscale: fundamentals, advances and prospects / D. Gao [et al.] // Light: Science & Applications. - 2017. - Vol. 6. - e17039.
  • Bradac, C. Nanoscale optical trapping: A review. Advanced / C. Bradac // Optical Materials. - 2018. - Vol. 6, Issue 12. -1800005. -
  • DOI: 10.1002/adom.201800005
  • Gregson, V. Laser material processing / V. Gregson. - Holland: Holland Publishing Company, 1984.
  • Steen, W.M. Laser material processing / W.M. Steen. - 3rd ed. - London: Springer, 2003.
  • Sun, H.-B. Two-photon photopolymerization and 3D lithographic microfabrication / H.-B. Sun, S. Kawata // Advances in Polymer Science. - 2004. - Vol. 170. - P. 169-273.
  • Ion, J.C. Laser processing of engineering materials: Principles, procedure and industrial applications / J.C. Ion. - Oxford: Elsevier Butterworth-Heinemann, 2005.
  • Meier, M. Material processing with pulsed radially and azimuthally polarized laser radiation / M. Meier, V. Romano, T. Feurer // Applied Physics A. - 2007. - Vol. 86. - P. 329-334.
  • Cheng, J. A review of ultrafast laser materials micromachining / J. Cheng, C. Liu, S. Shang, D. Liu, W. Perrie, G. Dearden, K. Watkins // Optics and Laser Technology. - 2013. - Vol. 46. - P. 88-102.
  • Zayarny, D.A. Nanoscale boiling during single-shot femtosecond laser ablation of thin gold films / D.A. Zayarny, A.A. lonin, S.I. Kudryashov, S.V. Makarov, A.A. Rudenko, S.G. Bezhanov, S.A. Uryupin, A.P. Kanavin, V.I. Emel'yanov, S.V. Alferov, S.N. Khonina, S.V. Karpeev, A.A. Kuchmizhak, O.B. Vitrik, Yu.N. Kulchin // JETP Letters. - 2015. - Vol. 101, Issue 6, -P. 394-397. -
  • DOI: 10.1134/S0021364015060132
  • Eismann, J.S. Exciting a chiral dipole moment in an achiral nanostructure / J.S. Eismann, M. Neugebauer, P. Banzer // Optica. -2018. - Vol. 5, Issue 8. - P. 954-959. -
  • DOI: 10.1364/0PTICA.5.000954
  • Подлипнов, В.В. Исследование фотоиндуцированного формирования микроструктур на поверхности карбазолсодержащего азополимера в зависимости от плотности мощности освещающего пучка / В.В. Подлипнов, Н.А. Ивлиев, С.Н. Хонина, Д.В. Нестеренко, В.С. Васильев, Е.А. Акимова // Компьютерная оптика. - 2018. - Т. 42, № 5. - С. 779-785.
  • Keller, W.J. Physics of picosecond pulse laser ablation / W.J. Keller, N. Shen, A.M. Rubenchik, S. Ly, R. Negres, R.N. Raman, J.-H. Yoo, G. Guss, J.S. Stolken, M.J. Matthews, J.D. Bude // Journal of Applied Physics. - 2019. - Vol. 125. - 085103. -
  • DOI: 10.1063/1.5080628
  • Gordon, J.P. Radiation forces and momenta in dielectric media / J.P. Gordon // Physical Review A. - 1973. - Vol. 8, Issue 1. -P. 14-21.
  • Ashkin, A. Forces of a single-beam gradient laser trap on a dielectric sphere in the ray optics regime / A. Ashkin // Biophysical Journal. - 1992. - Vol. 61. - P. 569-582.
  • Harada, Y. Radiation forces on a dielectric sphere in the Rayleigh scattering regime / Y. Harada, T. Asakura // Optics Communications. - 1996. - Vol. 124, Issues 5-6. - P. 529-541.
  • Niziev, V.G. Influence of beam polarization on laser cutting efficiency / V.G. Niziev, A.V. Nesterov // Journal of Physics D: Applied Physics. - 1999. - Vol. 32. - P. 1455-1461.
  • Bian, S. Photoinduced surface deformations on azobenzene polymer films / S. Bian, J.M. Williams, D.Y. Kim, L. Li, S. Balasubramanian, J. Kumar, S. Tripathy // Journal of Applied Physics. - 1999. - Vol. 86, Issue 8. - P. 4498-4508. -
  • DOI: 10.1063/1.371393
  • Hnatovsky, C. Polarization-dependent ablation of silicon using tightly focused femtosecond laser vortex pulses / C. Hnatovsky, V.G. Shvedov, N. Shostka, A.V. Rode, W. Krolikowski // Optics Letters. - 2012. - Vol. 37, Issue 2. - P. 226-228.
  • Meshalkin, A. Direct photoinduced surface relief formation in carbazole-based azopolymer using polarization holographic recording / A. Meshalkin, S. Robu, E. Achimova, A. Prisacar, D. Shepel, V. Abaskin, G. Triduh // Journal of Optoelectronics and Advanced Materials. - 2016. - Vol. 18, Issues 9-10. - P. 763-768.
  • Chaumet, P.C. Time-averaged total force on a dipolar sphere in an electromagnetic field / P.C. Chaumet, M. Nieto-Vesperinas // Optics Letters. - 2000. - Vol. 25. - P. 1065-1067.
  • Mishchenko, M.I. Radiation force caused by scattering, absorption, and emission of light by nonspherical particles / M.I. Mishchenko // Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer. - 2001. - Vol. 70. - P. 811-816.
  • Moine, O. Optical force calculations in arbitrary beams by use of the vector addition theorem / O. Moine, B. Stout // Journal of the Optical Society of America B. - 2005. - Vol. 22, Issue 8. - P. 1620-1631.
  • Wong, V. Explicit computation of gradient and nongradient contributions to optical forces in the discrete-dipole approximation / V. Wong, M.A. Ratner. // Journal of the Optical Society of America B. - 2006. - Vol. 23. - P. 1801-1814.
  • Wong, V. Gradient and nongradient contributions to plasmon-enhanced optical forces on silver nanoparticles / V. Wong, M.A. Ratner / Physical Review B. - 2006. - Vol. 73, Issue 7. - 075416.
  • Albaladejo, S. Scattering forces from the curl of the spin angular momentum of a light field / S. Albaladejo, M.I. Marques, M. Laroche, J.J. Saenz // Physical Review Letters. - 2009. - Vol. 102, Issue 11. - 113602.
  • Sekkat, Z. Photoinduced orientation of azo dyes in polymeric films. Characterization of molecular angular mobility / Z. Sekkat, M. Dumont // Synthetic Metals. - 1993. - Vol. 54, Issues 1-3. - P. 373-381.
  • Dumont, M. Photoinduced orientational order in dyedoped amorphous polymeric films / M. Dumont // Molecular Crystals and Liquid Crystals Science and Technology. Section A. Molecular Crystals and Liquid Crystals. - 1996 - Vol. 282, Issue 1. - P. 437-450. -
  • DOI: 10.1080/10587259608037597
  • Ishitobi, H. The anisotropic nanomovement of azo-polymers / H. Ishitobi, M. Tanabe, Z. Sekkat, S. Kawata //Optics Express. - 2007. - Vol. 15, Issue 2. - P. 652-659.
  • Симонов, А.Н. Динамика фотоиндуцированных процессов в плёнках азосодержащих жидкокристаллических полимеров / А.Н. Симонов, А.В. Ларичев // Квантовая электроника - 1999. - Т. 28, № 1. - P. 87-91
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp