Модуляционный метод светоиндуцированной псевдо-призмы в наносуспензии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В данной работе предлагается модуляционный метод создания псевдо-призмы в нанодисперсной жидкофазной среде, основанный на использовании светового давления излучения. Обычно метод псевдо-призмы применяется для исследования стационарного седиментационного профиля в дисперсной среде. Для наночастиц и макроскопических размеров кюветы характерные времена установления равновесия составляют десятки часов. Даже при значительных силах светового давления, превосходящих гравитационные, характерное время установления седиментационного профиля остается очень большим. Поэтому достижения равновесного распределения требует длительного эксперимента, что предъявляет высокие требования к стабильности всех условий и практически мало реализуемо из-за наличия конвективных течений. Модуляция опорного пучка позволяет исследовать динамику псевдо-призмы на коротких временах, что значительно повышает точность метода оптической диагностики. В статье представлен теоретический анализ процесса светоиндуцированного массопереноса в дисперсной жидкофазной среде, находящейся в однородном световом поле, модулированном по времени. В результате аналитического решения задачи о светоиндуцированном массопереносе получено выражение, позволяющее определить амплитуду угла отклонения сигнального луча в псевдо-призме.

Об авторах

Валерий Иванович Иванов

Дальневосточный государственный университет путей сообщений

Email: valivi@mail.ru
д.ф.-м.н., профессор кафедры физики и теоретической механики

Иван Николаевич Егоршин

Тихоокеанский государственный университет

старший преподаватель высшей школы физико-математических наук

Список литературы

  1. Lee, W. Nonlinear optical response of colloidal suspensions / R. El-Ganainy, D. Christodoulides, K. Dholakia, E. Wright // Optics Express. - 2009. - V. 17. - I. 12. - P. 10277-10289. doi: 10.1364/OE.17.010277.
  2. Ivanov, V.I. Thermal lens response in the two-component liquid layer / V.I. Ivanov, G.D. Ivanova, V.K. Khe // Proceedings of the SPIE. - 2015. - V. 9680. - Art. № 968042. - 4 p. doi: 10.1117/12.2205722.
  3. Ivanov, V.I. The concentration mechanisms of cubic nonlinearity in dispersive media / V.I. Ivanov, G.D. Ivanova, S.I. Kirjushina, A.V. Mjagotin // Journal of Physics: Conference Series, International Conference of Young Scientists and Specialists "Optics-2015", 12-16 October 2015, St. Petersburg, Russia. - 2016. - V. 735. -Art. № 012013. - 4 p. doi: 10.1088/1742-6596/735/1/012013.
  4. Vicary, L. Pump-probe detection of optical nonlinearity in water-in-oil microemulsion // Philosophical Magazine B. - 2002. - V. 82. - I. 4. - P. 447-452. doi: 10.1080/13642810208223133.
  5. Ivanov, V. A thermal lens response of the two components liquid in a thin him cell / V. Ivanov, G. Ivanova // Journal of Physics: Conference Series, International Conference of Young Scientists and Specialists "Optics-2015", 12-16 October 2015, St. Petersburg, Russia. - 2016. - V. 735. - Art. № 012037. - 4 p. doi: 10.1088/1742-6596/735/1/012037.
  6. Buzzaccaro, S. Kinetics of sedimentation in colloidal suspensions / S. Buzzaccaro, A. Tripodi, R.Rusconi et al. // Journal of Physics: Condensed Matter. - 2008. - V. 20. - № 49. - Art. № 494219. - 9 p. doi: 10.1088/0953-8984/20/49/494219.
  7. Ivanov, V.I. Diagnostics of nanosuspension by the light-induced pseudo-prism method / V.I. Ivanov, G.D. Ivanova, V. I. Krylov, V. K. Khe // Proceedings of the SPIE. - 2016. - V. 10176. - P. 1017607-1-1017607-8. doi: 10.1117/12.2268280.
  8. Anghel, S. Optical studies on sedimentation of suspensions / S. Anghel, I. Iova, S. Levai et al. // Proceedings of the SPIE. - 1998. - V. 3405. - P. 1027-1031. doi: 10.1117/12.312708.
  9. Ivanova, G. Light-induced sedimentation in nanoliquids / G. Ivanova, V. Khe, V. Ivanov // Journal of Physics: Conference Series. - 2018. - V. 1115. - I. 3. - Art. № 032086. - 4 p. doi: 10.1088/1742-6596/1115/3/032086.
  10. Wongsuwarn, S. Giant thermophoresis of poly(N-isopropylacrylamide) microgel particles / S. Wongsuwarn, D. Vigolo, R. Cerbino et al. // Soft Matter. - 2012. - V. 8. - I. 21. - P. 5857-5863. doi: 10.1039/C2SM25061F.
  11. Khe, V.K. Sedimentation of particles by the light pressure in nanosuspension / V.K. Khe, V.I. Ivanov, G.D. Ivanova, P.G. Chigrin // Proceedings of the SPIE. - 2017. - V. 10466. - Art. № 104664K. - 7 p. doi: 10.1117/12.2288774.
  12. Vigolo, D. Thermophoresis: microfluidics characterization and separation / D. Vigolo, R.Rusconi, H.A. Stone, R. Piazza // Soft Matter. - 2010. - V. 6. - I. 15. - P. 3489-3493. doi: 10.1039/C002057E.
  13. El-Ganainy, R. Soliton dynamics and self-induced transparency in nonlinear nanosuspensions / R. El-Ganainy, D.N. Christodoulides, C. Rotschild, M. Segev // Optics Express. - 2007. - V. 15. - I. 16. - P. 10207-10218. doi: 10.1364/OE.15.010207.
  14. Pai, C. Nonlinear and magneto-optical effects in magnetic nanofluids / C. Pai, H. Muthurajan, N. Momin, M. Shalini, S. Radha // ScienceJet. - 2015. - V. 4. - Art. № 114. - 6 p.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).