В последнее время внимание многих исследователей привлекает реализация спирального массопереноса вещества. Нано- и микроструктуры, изготовленные с таким массообменом, могут быть использованы для генерации света с ненулевым орбитальным угловым моментом (ОУМ) или для обнаружения хиральных молекул. В случае металлов и полупроводников хиральность образующихся спиралевидных микроструктуры зависит от топологического заряда (ТЗ) освещающего оптического вихревого (ОВ) пучка.

Совсем другая ситуация с поляризационно-чувствительными материалами, такими как азополимеры, азобензолсодержащие полимеры. Азополимеры демонстрируют чувствительный к поляризации массоперенос как на мезо-, так и на макроуровней и имеют огромный потенциал в дифракционной оптике и фотонике.

Учеными Института систем обработки изображений РАН — филиал ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН были продемонстрированы односпиральные узоры, сформированные в тонких азополимерных пленках с помощью циркулярно поляризованных пучков с ОУМ и продемонстрированы узоры с двойной спиралью, сформированные с использованием линейно поляризованных оптических вихрей. В этих случаях ТЗ используемых пучков не влиял на количество сформированных спиралей.

В исследовании предлагается использовать двухлучевую (комбинацию оптического вихря и гауссова пучка со сферическим волновым фронтом) интерференционную литографию для реализации спирального массообмена с заданным количеством формируемых спиралей. Топологический заряд оптического вихря позволил контролировать количество формируемых спиралей.

Доказано, что микроструктуры, изготовленные после лазерной обработки тонких азополимерных пленок, можно использовать для генерации света ОУМ с заданным ТЗ.

Экспериментально полученные результаты согласуются с численно полученными результатами и демонстрируют потенциал использования данных методов для лазерной обработки образцов из материалов, чувствительных к поляризации.

Работа опубликована в журнале Nanomaterials.

Источник: ФНИЦ КиФ РАН.