Light-induced spiral mass transport in azo-polymer films under vortex-beam illumination.
Light-induced spiral mass transport in azo-polymer films under vortex-beam illumination.
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DOI：
10.1038/ncomms1996
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发表时间：
2012
影响因子：
16.6
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
当含偶氮苯的聚合物膜暴露于不均匀的照明时，可以诱导光诱导的质量迁移过程，导致在不含聚合物的表面上形成浮雕图案。尽管多年的研究努力，这一现象的几个方面仍然知之甚少。在这里，我们报告的螺旋形浮雕图案的聚合物薄膜的外观下的照明聚焦拉盖尔-高斯光束与螺旋波阵面和在其轴上的光学涡旋。诱导螺旋浮雕是敏感的涡旋拓扑电荷和波前旋向。这些发现是出乎意料的，因为拉盖尔-高斯光束的甜甜圈形状的强度分布不包含关于波前旋向性的信息。我们提出了一个模型，解释了这种现象的主要特点，通过表面介导的光场的纵向和横向分量的干涉。这些结果可能会发现在光学纳米光刻和光场纳米成像的应用。不均匀的光束可以通过诱导质量传输在偶氮聚合物膜中产生图案，但该过程尚未得到很好的理解。Ambrosio等人使用光学涡旋光束观察到螺旋图案的形成，这些图案对光学相位非常敏感，他们用一个新模型解释了这一点。
When an azobenzene-containing polymer film is exposed to non-uniform illumination, a light-induced mass migration process may be induced, leading to the formation of relief patterns on the polymer-free surface. Despite many years of research effort, several aspects of this phenomenon remain poorly understood. Here we report the appearance of spiral-shaped relief patterns on the polymer film under the illumination of focused Laguerre–Gauss beams with helical wavefronts and an optical vortex at their axis. The induced spiral reliefs are sensitive to the vortex topological charge and to the wavefront handedness. These findings are unexpected because the doughnut-shaped intensity profile of Laguerre–Gauss beams contains no information about the wavefront handedness. We propose a model that explains the main features of this phenomenon through the surface-mediated interference of the longitudinal and transverse components of the optical field. These results may find applications in optical nanolithography and optical-field nanoimaging. Non-uniform light beams can create patterns in azo-polymer films by inducing mass transport, yet the process is not well understood. Using optical vortex beams, Ambrosio et al. observe the formation of spiral patterns that are surprisingly sensitive to the optical phase, which they explain with a new model.
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