Світловий тиск на наночастинки у полі зустрічних біхроматичних хвиль з додатковим каналом релаксації населеності збудженого стану
Light pressure on nanoparticles containing impurity atoms or color centers interacting resonantly with the field has been considered. In the general case, the available crystalline environment of atoms prohibits the formation of a two-level interaction scheme of the atom or the color center with the...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English Ukrainian |
| Опубліковано: |
Publishing house "Academperiodika"
2023
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022599 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Journal of Physics |
Репозитарії
Ukrainian Journal of Physics| id |
ujp2-article-2022599 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| spelling |
ujp2-article-20225992023-06-14T19:08:59Z Light Pressure on Nanoparticles in the Field of the Counter-Propagating Bichromatic Waves with an Additional Relaxation Channel for the Excited State Population Світловий тиск на наночастинки у полі зустрічних біхроматичних хвиль з додатковим каналом релаксації населеності збудженого стану Romanenko, V.I. Kornilovska, N.V. Yatsenko, L.P. atoms nanoparticles laser radiation light pressure атоми наночастинки лазерне випромiнювання свiтловий тиск Light pressure on nanoparticles containing impurity atoms or color centers interacting resonantly with the field has been considered. In the general case, the available crystalline environment of atoms prohibits the formation of a two-level interaction scheme of the atom or the color center with the field by eliminating the prohibition on some transitions with spontaneous radiation emission. As a result, some atoms remain temporarily in the states that do not interact with the laser radiation field, but relax in time to the ground state. A theory which enables the calculation of the light-pressure force on atoms or color centers (and, accordingly, on the nanoparticle, where they are located) and its dependence on the atom–field interaction parameters, as well as the relaxation parameters of the excited and intermediate states, has been developed. To analyze the influence of various factors on the light-pressure force, calculations are made for a model set of parameters and for the parameters corresponding to the interaction between triply charged erbium ions in erbium-doped Y2SiO5 crystals and color centers that emerge owing to the occupation of defects in diamond crystals by silicon atoms. It turned out that the color centers make it possible to reinforce the light pressure on small, much smaller than the light wavelength, nanoparticles by several orders of magnitude. Розглянуто силу свiтлового тиску на наночастинки, що мiстять домiшки атомiв або центри забарвлення, якi резонан-сно взаємодiють з полем. Наявне кристалiчне оточення у загальному випадку унеможливлює формування дворiвневої схеми взаємодiї атома або центра забарвлення з полем завдяки зняттю заборони на частину переходiв зi спонтанним випромiнюванням. У результатi частина атомiв перебуває у станах, якi не взаємодiють з полем лазерного випромiнювання, але якi з часом релаксують до основного стану. Побудовано теорiю, яка дозволяє розрахувати силу свiтлового тиску на атоми чи центр забарвлення (i, вiдповiдно, на наночастинку, в якiй вони перебувають) у залежностi вiд параметрiв їхньої взаємодiї з полем та параметрiв релаксацiї збудженого стану i промiжних станiв. Для вивчення впливу рiзних факторiв на силу свiтлового тиску розрахунки проведенi для модельної сукупностi параметрiв, а також для параметрiв, якi визначають взаємодiю тризарядних iонiв ербiю у допованих ним кристалах Y2SiO5 та центрiв забарвлення, що виникають завдяки розташуванню атомiв кремнiю в дефектах кристала алмазу. Як виявилося, завдяки центрам забарвлення можна на кiлька порядкiв пiдняти силу тиску свiтла на малi, значно меншi за довжину хвилi, наночастинки. Publishing house "Academperiodika" 2023-06-14 Article Article Original Research Article (peer-reviewed) Оригінальна дослідницька стаття (з незалежним рецензуванням) application/pdf application/pdf https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022599 10.15407/ujpe68.4.219 Ukrainian Journal of Physics; Vol. 68 No. 4 (2023); 219 Український фізичний журнал; Том 68 № 4 (2023); 219 2071-0194 2071-0186 10.15407/ujpe68.4 en uk https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022599/2971 https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022599/2972 Copyright (c) 2023 Bogolyubov Institute for Theoretical Physics, National Academy of Sciences of Ukraine |
| institution |
Ukrainian Journal of Physics |
| collection |
OJS |
| language |
English Ukrainian |
| topic |
atoms nanoparticles laser radiation light pressure атоми наночастинки лазерне випромiнювання свiтловий тиск |
| spellingShingle |
atoms nanoparticles laser radiation light pressure атоми наночастинки лазерне випромiнювання свiтловий тиск Romanenko, V.I. Kornilovska, N.V. Yatsenko, L.P. Світловий тиск на наночастинки у полі зустрічних біхроматичних хвиль з додатковим каналом релаксації населеності збудженого стану |
| topic_facet |
atoms nanoparticles laser radiation light pressure атоми наночастинки лазерне випромiнювання свiтловий тиск |
| format |
Article |
| author |
Romanenko, V.I. Kornilovska, N.V. Yatsenko, L.P. |
| author_facet |
Romanenko, V.I. Kornilovska, N.V. Yatsenko, L.P. |
| author_sort |
Romanenko, V.I. |
| title |
Світловий тиск на наночастинки у полі зустрічних біхроматичних хвиль з додатковим каналом релаксації населеності збудженого стану |
| title_short |
Світловий тиск на наночастинки у полі зустрічних біхроматичних хвиль з додатковим каналом релаксації населеності збудженого стану |
| title_full |
Світловий тиск на наночастинки у полі зустрічних біхроматичних хвиль з додатковим каналом релаксації населеності збудженого стану |
| title_fullStr |
Світловий тиск на наночастинки у полі зустрічних біхроматичних хвиль з додатковим каналом релаксації населеності збудженого стану |
| title_full_unstemmed |
Світловий тиск на наночастинки у полі зустрічних біхроматичних хвиль з додатковим каналом релаксації населеності збудженого стану |
| title_sort |
світловий тиск на наночастинки у полі зустрічних біхроматичних хвиль з додатковим каналом релаксації населеності збудженого стану |
| title_alt |
Light Pressure on Nanoparticles in the Field of the Counter-Propagating Bichromatic Waves with an Additional Relaxation Channel for the Excited State Population |
| description |
Light pressure on nanoparticles containing impurity atoms or color centers interacting resonantly with the field has been considered. In the general case, the available crystalline environment of atoms prohibits the formation of a two-level interaction scheme of the atom or the color center with the field by eliminating the prohibition on some transitions with spontaneous radiation emission. As a result, some atoms remain temporarily in the states that do not interact with the laser radiation field, but relax in time to the ground state. A theory which enables the calculation of the light-pressure force on atoms or color centers (and, accordingly, on the nanoparticle, where they are located) and its dependence on the atom–field interaction parameters, as well as the relaxation parameters of the excited and intermediate states, has been developed. To analyze the influence of various factors on the light-pressure force, calculations are made for a model set of parameters and for the parameters corresponding to the interaction between triply charged erbium ions in erbium-doped Y2SiO5 crystals and color centers that emerge owing to the occupation of defects in diamond crystals by silicon atoms. It turned out that the color centers make it possible to reinforce the light pressure on small, much smaller than the light wavelength, nanoparticles by several orders of magnitude. |
| publisher |
Publishing house "Academperiodika" |
| publishDate |
2023 |
| url |
https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022599 |
| work_keys_str_mv |
AT romanenkovi lightpressureonnanoparticlesinthefieldofthecounterpropagatingbichromaticwaveswithanadditionalrelaxationchannelfortheexcitedstatepopulation AT kornilovskanv lightpressureonnanoparticlesinthefieldofthecounterpropagatingbichromaticwaveswithanadditionalrelaxationchannelfortheexcitedstatepopulation AT yatsenkolp lightpressureonnanoparticlesinthefieldofthecounterpropagatingbichromaticwaveswithanadditionalrelaxationchannelfortheexcitedstatepopulation AT romanenkovi svítlovijtisknananočastinkiupolízustríčnihbíhromatičnihhvilʹzdodatkovimkanalomrelaksacíínaselenostízbudženogostanu AT kornilovskanv svítlovijtisknananočastinkiupolízustríčnihbíhromatičnihhvilʹzdodatkovimkanalomrelaksacíínaselenostízbudženogostanu AT yatsenkolp svítlovijtisknananočastinkiupolízustríčnihbíhromatičnihhvilʹzdodatkovimkanalomrelaksacíínaselenostízbudženogostanu |
| first_indexed |
2023-10-18T23:28:01Z |
| last_indexed |
2023-10-18T23:28:01Z |
| _version_ |
1795757767617675264 |