|
Инженерное образование
Ассоциация технических университетов |
| Федеральный портал "Инженерное образование" | ||
|
||
|
|
| № Гос. регистрации 0420800025 ЭЛ № ФС 77-30569 |
ISSN 1994-0408 |  |
English |
|
Реализован ключевой элемент оптофлюидных устройств
Французские физики сообщили о создании устойчивых жидких оптоволокон длиной, превышающей диаметр в 100 раз за счет стабилизации канала тем же самым лазерным лучом, который его и создает. 
Рис. 2. Схема эксперимента и фотография жидкого оптоволокна, возникшего под действием света.
Изображение из обсуждаемой статьи в Phys. Rev. Lett. На рис. 2 показана схема эксперимента, проведенного исследователями, и фотография возникшего под действием света жидкого оптоволокна. Кюветка высотой 1 мм наполнялась смесью толуола, додецилсульфата натрия, n-бутанола и воды в определенных пропорциях. При нагреве до 35°C эта смесь распадалась на две жидкие фазы с разной концентрацией воды. Более тяжелая фаза располагалась внизу, более легкая — вверху, и, поскольку они обладали разными коэффициентом преломления (причем больший коэффициент преломления был у верхней жидкости), между ними образовывалась хорошо заметная граница раздела. Более легкая фаза, кстати, полностью смачивала стенки кюветки. Через эту кюветку сверх вниз светили хорошо сфокусированным лазером (диаметр луча составлял всего несколько микрон) мощностью чуть меньше 1 Вт. Этот лазер продавливал границу раздела и создавал тонкий канал более легкой жидкости внутри более плотной, по которому лазерный луч и распространялся. От распада на капли этот длинный канал удерживало световое давление лазерного луча внутри, который не мог выйти наружу из-за полного внутреннего отражения. Варьируя детали эксперимента, ученые сделали ряд интересных наблюдений. Если лазерный луч достаточно тонок, то образуется жидкое оптоволокно строго постоянного диаметра — диаметр не меняется ни с течением времени, ни вдоль длины канала. Однако если лазер чуть расфокусировать, то происходит интересная вещь. Диаметр цилиндрического канала перестает быть фиксированным и начинает скачкообразно меняться между двумя значениями (при диаметре луча 7 микрон диаметр канала прыгает между 10 и 12 микронами). Авторы говорят, что такое поведение неудивительно. Они построили теоретическую модель устойчивости канала и выяснили, что для более широкого лазерного луча существует несколько решений уравнений, отвечающих устойчивым каналам разной толщины. Наблюдаемые скачки как раз и отвечают переходу от одного решения к другому под действием случайных флуктуаций. Таким образом, открыта прямая дорога на пути к конструированию сложных и функционально-гибких оптофлюидных устройств. Теперь можно пытаться сделать каналы сложной формы, исследовать взаимодействие между несколькими каналами, смотреть, как канал ведет себя в поперечном потоке жидкости, и многое другое. Будущее покажет, какое практическое применение найдет эта новая технология. Источник |
Другие новости
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Журнал | Портал
Copyright © 2003 «Наука и образование. Инженерное образование» E-mail: magazine@xware.ru | тел.: +7 (495) 263-68-67 |
|
