Модуляционный метод светоиндуцированной псевдо-призмы в наносуспензии
В.И. Иванов1, И.Н. Егоршин2
1 ФГБОУ ВО «Дальневосточный государственный университет путей сообщений»
2 ФГБОУ ВО «Тихоокеанский государственный университет»
DOI: 10.26456/pcascnn/2024.16.134
Краткое сообщение
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.
Ключевые слова: метод псевдо-призмы, давление света, наножидкости, оптическая диагностика, седиментация, наночастицы
- Иванов Валерий Иванович – д.ф.-м.н., профессор кафедры физики и теоретической механики, ФГБОУ ВО «Дальневосточный государственный университет путей сообщений»
- Егоршин Иван Николаевич – старший преподаватель высшей школы физико-математических наук, ФГБОУ ВО «Тихоокеанский государственный университет»
Ссылка на статью:
Иванов, В.И. Модуляционный метод светоиндуцированной псевдо-призмы в наносуспензии / В.И. Иванов, И.Н. Егоршин // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2024. — Вып. 16. — С. 134-139. DOI: 10.26456/pcascnn/2024.16.134.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
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.