Развитие прецизионных лазерных методов количественного поляризационно-оптического анализа конденсированных сред (обзор)

Развитие прецизионных лазерных методов количественного поляризационно-оптического анализа конденсированных сред (обзор)

Автор: Фофанов Я.А., Соколов И.М., Плешаков И.В., Манойлов В.В., Заруцкий И.В., Курапцев А.С., Бардин Б.В.

Журнал: Научное приборостроение @nauchnoe-priborostroenie

Рубрика: Физика приборостроения

Статья в выпуске: 3 т.29, 2019 года.

Бесплатный доступ

В настоящем обзоре представлены результаты выполненных в ИАП РАН исследований, направленных на дальнейшее развитие лазерных методов количественного поляризационно-оптического анализа конденсированных сред. Основное внимание уделено исследованиям поляризационно-оптических характеристик магнитных наножидкостей в широком диапазоне концентраций. Экспериментальные данные, полученные для наножидкостей на основе магнетита в керосине, показывают, что развиваемые подходы и их экспериментальная реализация способны обеспечить очень высокую чувствительность, позволяющую выполнять эксперименты с магнитными наножидкостями при весьма значительном их разбавлении. Самое сильное разбавление, при котором поляризационные отклики были надежно зарегистрированы, соответствует концентрации твердой (магнитной) фазы 10-6. Полученные данные указывают также на единый процесс образования магнитооптических откликов в исследованном диапазоне концентраций. В теоретической части обзора описаны сравнительные исследования поляризационных характеристик разбавленных магнитных наножидкостей и ансамблей точечных рассеивателей...

Еще

Лазер, поляризационно-оптический анализ, магнитные наножидкости, оптоэлектроника, магнитооптика, проверка статистических гипотез, лазерная поляризационно-оптическая нанодиагностика

Короткий адрес: https://sciup.org/142218226

IDR: 142218226   |   DOI: 10.18358/np-29-3-i319

Список литературы Развитие прецизионных лазерных методов количественного поляризационно-оптического анализа конденсированных сред (обзор)

  • Badoz J., Billardon B.M., Canit J.C., Russel M.F.J. Sensitive devices to determine the state and degree of polarization of a light beam using a birefringence modulator//J. Optics. 1977. Vol. 8, no. 6. P. 373-384 DOI: 10.1088/0150-536X/8/6/003
  • Fofanov Ya.A. Threshold sensitivity in optical measurements with phase modulation//Proc. SPIE. The Report of tenth Union Symposium and School on High-Resolution Molecular Spectroscopy. 1992. Vol. 1811. P. 413-414 DOI: 10.1117/12.131190
  • Sokolov I.M., Fofanov Ya.A. Investigations of the small birefringence of transparent objects by strong phase modulation of probing laser radiation//J. Opt. Soc. Am. A. 1995. Vol. 12, no. 7. P. 1579-1588 DOI: 10.1364/JOSAA.12.001579
  • Фофанов Я.А., Плешаков И.В., Кузьмин Ю.И. Лазерное поляризационно-оптическое детектирование процесса намагничивания магнитоупорядоченного кристалла//Оптический журнал. 2013. Т. 80, № 1. С. 88-93 DOI: 10.1364/JOT.80.000064
  • Фофанов Я.А., Плешаков И.В., Прокофьев А.В. Исследование поляризационных магнитооптических откликов слабоконцентрированной феррожидкости//Письма в ЖТФ. 2016. Т. 42, вып. 20. C. 66-72 DOI: 10.1134/S1063785016100205
  • Scherer C., Figueiredo Neto A.M. Ferrofluids: properties and applications//Braz. J. Phys. 2005. Vol. 35, no. 3A. P. 718-727
  • DOI: 10.1590/S0103-97332005000400018
  • Скибин Ю.Н., Чеканов В.В., Райхер Ю.Л. Двойное лучепреломление в магнитной жидкости//ЖЭТФ. 1977. Т. 72, вып. 3. С. 949-955.
  • Scholten P.C. The origin of magnetic birefringence and dichroism in magnetic fluids//IEEE Trans. Magnetics. 1980. Vol. 16, no 2. P. 221-225
  • DOI: 10.1109/TMAG.1980.1060595
  • Kwong C.C., Yang T., Pandey K., Delande D., Pierrat R., Wilkowski D. Cooperative emission of a pulse train in an optically thick scattering medium//Phys. Rev. Lett. 2015. Vol. 115, no. 22. 223601
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.115.223601
  • Pellegrino J., Bourgain R., Jennewein S., Sortais Y.R.P., Browaeys A., Jenkins S.D., Ruostekoski J. Observation of suppression of light scattering induced by dipole-dipole interactions in a cold-atom ensemble//Phys. Rev. Lett. 2014. Vol. 113, no. 13. 133602
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.113.133602
  • Ido T., Loftus T.H., Boyd M.M., Ludlow A.D., Holman K.W., Ye J. Precision spectroscopy and densitydependent frequency shifts in ultracold Sr//Phys. Rev. Lett. 2005. Vol. 94, no. 15. 153001
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.94.153001
  • Kuraptsev A.S., Sokolov I.M. Spontaneous decay of an atom excited in a dense and disordered atomic ensemble: Quantum microscopic approach//Phys. Rev. A. 2014. Vol. 90. 012511
  • DOI: 10.1103/PhysRevA.90.012511
  • Javanainen J., Ruostekoski J., Li Yi, Yoo S.-M. Shifts of a resonance line in a dense atomic sample//Phys. Rev. Lett. 2014. Vol. 112. 113603
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.112.113603
  • Фофанов Я.А., Курапцев А.С., Соколов И.М. Влияние коллективных эффектов на процесс распространения электромагнитного излучения в плотных ультрахолодных атомных ансамблях//Опт. и спектр. 2012. T. 112. С. 444-453
  • DOI: 10.1134/S0030400X12030125
  • Fofanov Ya.A., Kuraptsev A.S., Sokolov I.M., Havey M.D. Dispersion of the dielectric permittivity of dense and cold atomic gases//Phys. Rev. A. 2011. Vol. 84, no. 5. 053811
  • DOI: 10.1103/PhysRevA.84.053811
  • Fofanov Ya.A., Kuraptsev A.S., Sokolov I.M., Havey M.D. Spatial distribution of optically induced atomic excitation in a dense and cold atomic ensemble//Phys. Rev. A. 2013. Vol. 87, no. 6. 063839
  • DOI: 10.1103/PhysRevA.87.063839
  • Kuraptsev A.S., Sokolov I.M. Reflection of resonant light from a plane surface of an ensemble of motionless point scatters//Phys. Rev. A. 2015. Vol. 91, no. 5. 053822
  • DOI: 10.1103/PhysRevA.91.053822
  • Keaveney J., Sargsyan F., Krohn U., Hughes I.G., Sarkisyan D., Adams C.S. Cooperative lamb shift in an atomic vapor layer of nanometer thickness//Phys. Rev. Lett. 2012. Vol. 108, no. 17. 173601
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.108.173601
  • Соколов И.М., Куприянов Д.В., Хэви М.Д. Микроскопическая теория рассеяния слабого электромагнитного излучения плотным ансамблем ультрахолодных атомов//ЖЭТФ. 2011. Т. 139. С. 288-304.
  • Sokolov I.M., Kupriyanov D.V., Olave R.G., Havey M.D. Light trapping in high-density ultracold atomic gases for quantum memory applications//J. Mod. Opt. 2010. Vol. 57. P. 1833-1841
  • DOI: 10.1080/09500340.2010.493977
  • Mandel L., Wolf E. Optical coherence and quantum optics. Cambridge, Cambridge University Press, 1995. 1190 p.
  • Kuraptsev A.S., Sokolov I.M., Fofanov Ya.A. Coherent specular reflection of resonant light from a dense ensemble of motionless point-like scatters in a slab geometry//Int. J. Mod. Phys. Conf. Ser. 2016. Vol. 41. 1660141
  • DOI: 10.1142/S2010194516601411
  • Фофанов Я.А., Плешаков И.В., Прокофьев А.В., Курапцев А.С., Бибик Е.Е. Лазерный поляризационно-оптический анализ процессов агломерации в магнитных наножидкостях//Сб. тр. X Международной конференции "Фундаментальные проблемы оптики -2018"/Под ред. Беспалова В.Г., Козлова С.А. СПб.: Университет ИТМО, 2018. С. 40-42.
  • Davis H.W., Llewellyn J.P. Magnetic birefringence of ferrofluids//J. Phys. D: Appl. Phys. 1979. Vol. 12, no. 2. P. 311-319
  • DOI: 10.1088/0022-3727/12/2/018
  • Фофанов Я.А., Афанасьев И.И., Бороздин С.Н. Структурное двупреломление в кристаллах оптического флюорита//Оптический журнал. 1998. Т. 65, № 9. С. 22-25.
  • Фофанов Я.А. Методы и приборы для количественного анализа структурного двулучепреломления материалов и веществ//Научное приборостроение. 1999. T. 9, № 3. С. 104-110. URL: http://iairas.ru/mag/1999/full3/Art10.pdf
  • Прокофьев А.В., Фофанов Я.А., Плешаков И.В., Бибик Е.Е. Лазерное поляризационно-оптическое наблюдение агломерации магнитных наночастиц в жидкой среде//Научное приборостроение. 2017. Т. 27, № 4. С. 3-7. URL: http://iairas.ru/mag/2017/full4/Art1.pdf
  • Fofanov Ya.A., Sokolov I.M., Pleshakov I.V., Vetrov V.N., Prokofiev A.V., Kuraptsev A.C., Bibik E.E. On the criteria for strong and weak polarization responses of ordered objects and systems//EPJ Web of Conferences. 2017. Vol. 161. 01003
  • DOI: 10.1051/epjconf/201716101003
  • Фофанов Я.А., Бардин Б.В. О поляризационных откликах объектов с малой оптической анизотропией//Научное приборостроение. 2016. Т. 26, № 1. С. 58-61. URL: http://iairas.ru/mag/2016/abst1.php#abst8
  • Фофанов Я.А, Манойлов В.В., Заруцкий И.В., Бардин Б.В. О подобии поляризационно-оптических откликов магнитных наножидкостей. Ч. I. Аппроксимация для слабых полей//Научное приборостроение. 2018. Т. 28, № 1. С. 45-52. URL: http://iairas.ru/mag/2018/full1/Art6.pdf
  • Румшиский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента. М.: Наука, 1971. 192 с.
  • Манойлов В.В., Костоянов А.И., Иванов Д.Ю. Полицикличность образования минералов платиновой группы из россыпных проявлений Урала и Тиммана//Геохимия. 2003. № 6. C 595-607.
  • Фофанов Я.А., Манойлов В.В., Заруцкий И.В., Бардин Б.В. О подобии поляризационно-оптических откликов магнитных наножидкостей. Ч. II. Оценка статистической значимости коэффициентов регрессии//Научное приборостроение. 2018. Т. 28, № 2. С. 54-61. URL: http://iairas.ru/mag/2018/full2/Art8.pdf
  • Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ (кн. 1). М.: Финансы и статистика, 1986. 366 с.
  • Krzanowski W.J. Principles of multivariate analysis: a user's perspective. N.Y.: Oxford University Press, 1988. 563 p.
  • Восков А.Л. Статистическая обработка эксперимента. URL: http://td.chem.msu.ru/uploads/files/courses/general/statexp/lsq_descr.pdf
  • Кобзарь А.И. Прикладная математическая статистика. М.: Физматлит, 2006. 816 с.
  • Box G.E.P., Hunter J.S., Hunter W.G. Statistics for experimenters: design, discovery and innovation. A. John Wiley & Sons, Inc., 2005. 655 p.
  • Карпунин А.Е., Мазур А.C., Проскурина О.В., Герасимов В.И., Плешаков И.В., Фофанов Я.А., Кузьмин Ю.И. Наблюдение особенностей температурного поведения спектральных линий ЯМР 13C как метод изучения полигидроксилированного фуллерена C60(OH)n//Научное приборостроение. 2018. Т. 28, № 2. С. 49-53. URL: http://iairas.ru/mag/2018/full2/Art7.pdf
  • Karpunin A.E., Gerasimov V.I., Mazur A.S., Pleshakov I.V., Fofanov Ya.A., Proskurina O.V. NMR investigation of composite material, formed by fullerenol in polymer matrix of polyvinyl alcohol//2018 IEEE International conference on electrical engineering and photonics (EExPolytech). Saint Petersburg (Russia). IEEE, 2018. P. 168-171. URL: http://toc.proceedings.com/42129webtoc.pdf
  • DOI: 10.1109/EExPolytech.2018.8564390
  • Fofanov Ya., Vetrov V., Ignatenkov B. Laser polarization-optical sounding of optical crystals and ceramics//2018 International Conference Laser Optics (ICLO). IEEE, 2018. P. 406
  • DOI: 10.1109/LO.2018.8435268
  • Fofanov Ya.A. Nonlinear and fluctuation phenomena under conditions of strong selective reflection in inclined geometry//Advances in Optoelectronics Research/Ed. by Oswald M.R. USA, 2014. P. 75-114.
  • Ларионов, Н.В., Соколов И.М., Фофанов Я.А. Особенности углового распределения света, рассеянного холодным атомным ансамблем в присутствии постоянного электрического поля//Известия РАН. Серия физическая. 2019. Т. 83, № 3. С. 306-310
  • DOI: 10.1134/S0367676519030116
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp