Научные статьи
\
Прикладные науки. Медицина. Технология
\
Инженерное дело. Техника в целом
\
Общее машиностроение. Ядерная технология. Электротехника. Технология машиностроения
\
Электротехника
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
Analysis of characteristics of paraxial vector Gaussian beams affecting the formation of microstructures in an azopolymer
The paper considers paraxial Gaussian laser beams with different polarization states and their characteristics, such as the Poynting vector, gradient force, and force density, which are important for evaluating the effects of radiation on matter. An analysis of the considered characteristics of laser radiation from the point of view of the formation of photoinduced microrelief in an azopolymer film is carried out.
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
