А.А. ВАЙЧАС , А.Н. МАЛОВ, И.А. СИНИЦЫН, Е.В. ШЕВЧЕНКО

УДК 535.14(06)+004.056(06) Фотоника и информационная оптика
А.А. ВАЙЧАС1, А.Н. МАЛОВ,
И.А. СИНИЦЫН, Е.В. ШЕВЧЕНКО1
Иркутское высшее военное авиационное инженерное училище
(Военный институт), Россия,
1Иркутский государственный медицинский университет, Россия
ЛАЗЕРНЫЕ ТРЕКИ В ЖИДКИХ ПЛЕНКАХ
КАК ДИФРАКЦИЯ НА ЛОКАЛЬНЫХ НЕОДНОРОДНОСТЯХ
Выполнено моделирование распределения интенсивности лазерного излучения
в плоскости тонкой пленки при его дифракции на неоднородностях среды.
Лазерное излучение, вводимое в торец свободно висящей мыльной или
желатиновой пленки или через её поверхность, под углом скольжения
менее 100, в самой пленке разбивается на совокупность узких тонких треков, которые наблюдаются визуально [1, 2]. Треки хаотически меняют
направление своего движения, т.е. обладают подвижностью, до тех пор,
пока пленка остается жидкой. Также было замечено, что треки имеют
прерывистую структуру - состоят из совокупности прожилок (штрихов),
имеющих разную длину. Механизм разбиения лазерного излучения в
пленке и его последующего распространения в виде треков остается неясным. Первоначально возможную причину разбиения лазерного пучка на
треки связывали с диэлектрофорезом молекул, образующих бислойную
мыльную пленку [1]. Позднее было показано, что подобный эффект
наблюдается и при взаимодействии излучения с пленками, отличными по
своей структуре от мыльных пленок [2].
В настоящей работе рассматривается гипотеза о том, что разбиение
излучения на треки происходит в результате дифракции излучения на локальных неоднородностях среды при вводе излучения в пленку. При численном моделировании предполагалось, что на пленку падает плоская
волна лазерного излучения, ограниченная диаметром 1мм. Неоднородности среды задавались различными коэффициентами пропускания экрана.
В качестве примера на рис. 1 представлен график коэффициента пропускания t, а на рис. 2 - распределение интенсивности в плоскости пленки.
ISBN 5-7262-0710-6. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2007. Том 15
97
УДК 535.14(06)+004.056(06) Фотоника и информационная оптика
z,см
20
t
15
10
x, мм
5
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
x, см
Рис. 1. Функция коэффициента пропускания t
Рис. 2. Распределение интенсивности лазерного излучения
в плоскости пленки XZ
Рис. 3. Трехмерное представление
распределения интенсивности по
трекам
A
Из рис. 2. видно, что треками лазерного излучения, наблюдаемыми визуально могут являться максимумы дифракционной картины. Видно, что
вдоль треков максимумы имеют пульсирующую интенсивность (рис. 3),
повторяя тем самым структуру треков, описанную в [1]. Малость углов
расхождения треков по сравнению с экспериментальными данными связана с отсутствием в модели фокусировки пучка линзой при вводе излучения в пленку.
Работа поддержана Российским Фондом Фундаментальных Исследований по проекту 05-08-33639.
Список литературы
1. Стойлов Ю.Ю. Лазерный луч в мыльной пленке // УФН. 2004. Т.174. №12. С.13591369.
2. Вайчас А.А., Малов А.Н., Шевченко Е.В. Взаимодействие лазерного излучения с макромолекулярными пленками // Известия ВУЗов. Физика. 2005. Т.48. №6. С.69-70.
98
ISBN 5-7262-0710-6. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2007. Том 15