The role of electrostriction in the generation of acoustic waves by optical forces in water

Astrath, Nelson Guilherme Castelli (avtor), Anghinoni, Bruno (avtor), Flizikowski, Gabriel Antonio Siqueira (avtor), Zanuto, V. S. (avtor), Malacarne, Luis Carlos (avtor), Baesso, Mauro L. (avtor), Požar, Tomaž (avtor), Razansky, D. (avtor)

We present semi-analytical solutions describing the spatiotemporal distributions of temperature and pressure inside low-absorbing dielectrics excited by tightly focused laser beams. These solutions are compared to measurements in water associated with variations of the local refractive index due to acoustic waves generated by electrostriction, heat deposition, and the Kerr effect at different temperatures. The experimental results exhibited an excellent agreement with the modeling predictions, with electrostriction being the dominant transient effect in the acoustic wave generation. Measurements at show that the thermoelastic contribution to the optical signal is significantly reduced due to the low thermal expansion coefficient of water at this temperature.

• Jezik: Angleški jezik
• Ključne besede: electrostriction, radiation forces, photo-induced lensing effect, pressure-transients, Kerr lens
• Vrsta gradiva: Članek v reviji
• Tipologija: 1.01 - Izvirni znanstveni članek
• Organizacija: FS - Fakulteta za strojništvo
• Status publikacije: Objavljeno
• Različica publikacije: Objavljena publikacija
• Leto izida: 2023
• Št. strani: 7 str.
• Številčenje: Vol. 29
• PID: 20.500.12556/RUL-143895
• UDK: 534
• ISSN pri članku: 2213-5979
• DOI: 10.1016/j.pacs.2022.100445
• COBISS.SI-ID: 138249987
• Datum objave v RUL: 18.01.2023

Gradivo je del revije

• Naslov: Photoacoustics
• Založnik: Elsevier
• ISSN: 2213-5979
• COBISS.SI-ID: 519718169

Licence

• Licenca: CC BY 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva 4.0 Mednarodna
• Povezava: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.sl
• Opis: To je standardna licenca Creative Commons, ki daje uporabnikom največ možnosti za nadaljnjo uporabo dela, pri čemer morajo navesti avtorja.

Sekundarni jezik

• Jezik: Slovenski jezik
• Naslov: Vloga elektrostrikcije pri tvorbi akustičnih valov z optičnimi silami v vodi

Izvleček

Predstavljamo pol-analitične rešitve, ki opisujejo prostorsko-časovne porazdelitve temperature in tlaka znotraj dielektrikov z nizko absorpcijo, ki jih vzbujamo s tesno fokusirani laserski žarki. Te rešitve primerjamo pri različnih temperaturah z meritvami v vodi, ki so povezane s spremembami lokalnega lomnega količnika kot posledica preleta akustičnih valov, ki nastanejo z elektrostrikcijo in z odlaganjem toplote ter s Kerrovim učinkom. Eksperimentalni rezultati so pokazali odlično skladnost z napovedmi modeliranja, pri čemer je bila elektrostrikcija prevladujoč prehodni učinek pri ustvarjanju akustičnih valov. Meritve pri 4,0 °C kažejo, da je termoelastični prispevek k optičnemu signalu znatno oslabljen zaradi nizkega toplotnega razteznega koeficienta vode pri tej temperaturi.

• Ključne besede: elektrostrikcija, sevalna sila, učinek fotoinduciranega lečenja, prehodni tlak, Kerrova leča

Projekti

• Financer: ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
• Številka projekta: P2-0231
• Naslov: Tribologija