A modulation method of light-induced pseudo-prism in nanosuspension

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

In this paper, a modulation method for creating a pseudo-prism in a nanodispersed liquid-phase medium is proposed, based on using the light pressure of radiation. Usually, the pseudo-prism method is used to study a stationary sedimentation profile in a dispersed medium. For nanoparticles and macroscopic cell sizes, the typical equilibrium times are tens of hours. Even with significant light pressure forces that exceed gravitational pressures, the characteristic time of settling the sedimentation profile remains very long. Therefore, achieving an equilibrium distribution requires a long experiment, which places high demands on the stability of all conditions and is practically unrealizable due to the presence of convective flows. Modulation of the reference beam makes it possible to study the dynamics of the pseudo-prism at short times, which significantly increases the accuracy of the optical diagnostic method. The article presents a theoretical analysis of the process of light-induced mass transfer in a dispersed liquid-phase medium located in a homogeneous time-modulated light field. As a result of the analytical solution of the problem of light-induced mass transfer, an expression was obtained that makes it possible to determine the amplitude of the angle of deflection of the signal beam in a pseudo-prism.

Sobre autores

Valery Ivanov

Far Eastern State Transport University

Email: valivi@mail.ru
Dr. Sc., Professor, Department of Physics and Theoretical Mechanics

Ivan Egorshin

Pacific State University

Senior Lecturer, Higher School of Physical and Mathematical Sciences

Bibliografia

  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.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».