Изучение теплового воздействия лазерного излучения на сидячие капли и тонкие пленки жидкости для разработки адаптивных элементов оптики тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.14, кандидат наук Малюк Александр Юрьевич

• Малюк Александр Юрьевич
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Малюк Александр Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ

I КОНВЕКЦИЯ МАРАНГОНИ: ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

1.1 Термокапиллярная конвекция

1.2 Концентрационно-капиллярная конвекция

II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1 Экспериментальная установка и методика исследования термокапиллярной конвекции

2.2 Экспериментальная установка и методика исследования концентрационно-капиллярной конвекции

III. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА НА СИДЯЧИЕ КАПЛИ ЖИДКОСТИ ПРИ ТЕРМОКАПИЛЛЯРНОЙ КОНВЕКЦИИ

3.1 Экспериментальное исследование влияния локализованного теплового потока на поверхность сидячей капли

3.2 Численное исследование влияния мощности теплового потока на сидячие капли жидкости

3.2.1 Стационарная задача термокапиллярной деформации поверхности сидячей капли при изменении мощности теплового

потока

3.2.2 Динамическая задача термокапиллярной конвекции в сидячей капле при изменении мощности теплового потока

Выводы по главе III

IV. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА НА ТОНКИЕ ПЛЕНКИ ЖИДКОСТИ ПРИ КОНЦЕНТРАЦИОННО-КАПИЛЛЯРНОЙ

КОНВЕКЦИИ

4.1 Экспериментальное исследование влияния локального теплового потока на тонкие пленки жидкости при концентрационно-капиллярной конвекции

Выводы по главе IV

V. РАЗРАБОТКА АДАПТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ОПТИКИ НА ОСНОВЕ КОНВЕКЦИИ МАРАНГОНИ

5.1 Современные разработки жидкостных оптических элементов

5.2 Жидкая варифокальная линза на основе термокапиллярного эффекта

5.3 Жидкая варифокальная линза на основе концентрационно-капиллярного

эффекта

Выводы по главе V

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Изучение теплового воздействия лазерного излучения на сидячие капли и тонкие пленки жидкости для разработки адаптивных элементов оптики»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Миниатюрные оптические элементы стали неотъемлемой частью современных систем медицинской диагностики, сенсорной техники, устройств оптической связи. Основными требованиями, предъявляемыми к таким элементам, состоящим из набора подвижных линз, являются способность перестраивать рабочие характеристики в реальном времени для выполнения поставленной задачи и адаптироваться к изменениям окружения. Однако, такие оптические системы зачастую имеют недостатки, связанные с низкой надежностью движущихся частей, медленного срабатывания, уменьшения диапазона перестройки фокуса и светосилы. Одним из решений данной проблемы является замена твердотельных линз на жидкие варифокальные линзы, изменяющие форму преломляющей поверхности (границы раздела фаз жидкость-воздух, жидкость-жидкость) в ответ на внешние стимулы. Помимо прочих физических эффектов (электросмачивание [58-62], диэлектрофорез [65-68]) перспективной основой для создания жидких адаптивных линз является конвекция Марангони в микрообъемах жидкости, вызываемая локальным тепловым потоком, который позволяет динамически управлять формой преломляющей межфазной поверхности, изменяя параметры оптического элемента. Известно, что конвекция Марангони может быть вызвана как градиентом температуры (термокапиллярная конвекция), так и градиентом концентрации (концентрационнокапиллярная конвекция). На сегодняшний день относительно изученной является только термокапиллярная конвекция в тонких слоях чистых жидкостей, и практически отсутствуют работы о термо- и концентрационнокапиллярной конвекции в сидячих каплях жидкости при локальном воздействии источника тепла. В связи с этим для разработки оптических элементов на основе эффектов Марангони требуется всестороннее изучение процессов тепломассопереноса в каплях и тонких слоях жидкостей и бинарных смесей при локализованном тепловом воздействии лазерного излучения.

Цель и задачи исследования. Целью является экспериментальное и численное исследование влияния локализованного теплового потока на форму границы раздела фаз жидкость-воздух в сидячих каплях жидкости при термокапиллярной конвекции и тонких пленках жидкости при концентрационно-капиллярной конвекции.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие научные

задачи:

1. Разработать физико-математическую модель термокапиллярной конвекции возбуждаемой в сидячей капли жидкости с помощью теплового воздействия лазерного излучения.

2. Разработать экспериментальную методика измерения кривизны межфазной поверхности жидкости при термо- и концентрационно-капиллярной конвекции, возбуждаемой тепловым воздействием лазерного излучения.

3. Экспериментально изучить влияние теплового потока на изменение формы свободной поверхности сидячих капель жидкости при термокапиллярной конвекции.

4. Экспериментально изучить влияние теплового потока на изменение формы межфазной границы слоя бинарной жидкой смеси при термоиндуцированной концентрационно-капиллярной конвекции.

5. Изучить возможность применения термо- и концентрационно-капиллярной конвекции, возбуждаемой тепловым действием лазерного излучения в микрообъемах жидкости для разработки жидких варифокальных линз.

Научная новизна изложенных в диссертационной работе результатов заключается в следующем:

1. Впервые разработана физико-математическая модель термокапиллярной конвекции, вызываемой локализованным потоком тепла в сидячей капле малолетучей жидкости со свободной межфазной поверхностью и неподвижной линией трехфазного контакта и выполнено численное исследование задачи.

2. Впервые экспериментально исследована термокапиллярная конвекция, возбуждаемая тепловым действием лазерного излучения в сидячей капле

малолетучей жидкости с неподвижной линией трехфазного контакта. Впервые обнаружен эффект изменения формы с выпуклой на вогнутую межфазной поверхности капли при действии локализованного теплового потока, а также предложена методика измерения кривизны межфазной границы капли при изменении мощности теплового потока.

3. Экспериментально исследовано влияние мощности локализованного теплового потока на форму межфазной границы при концентрационно-капиллярной конвекции в тонких слоях двухкомпонентных растворов при различных концентрациях компонентов. Изучено влияние мощности теплового потока на время формирования и релаксации капли концентрационно-капиллярным механизмом. Исследованы границы устойчивости сформированной капли в зависимости от угла наклона к горизонту при различных мощностях теплового потока.

4. Впервые предложены жидкостные элементы оптики на основе термокапиллярной и термо-индуцированной концентрационно-капиллярной конвекций, которые позволяют динамически изменять в широком интервале значений фокусное расстояние преломляющей поверхности, и могут быть использованы в режимах плоско-выпуклой и плоско-вогнутой тороидальной линзы.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Результаты экспериментального исследования термокапиллярной конвекции, вызванной локализованным тепловым потоком в сидячей капле малолетучей жидкости с неподвижной границей трехфазного контакта в зависимости от мощности теплового потока.

2. Физико-математическая модель термокапиллярной конвекции, вызванной локализованным потоком тепла в сидячей капле малолетучей жидкости со свободной межфазной поверхностью и неподвижной линией трехфазного контакта и результаты численного исследование задачи.

3. Результаты экспериментального исследования концентрационно-капиллярной конвекции, вызванной локализованным тепловым потоком в тонких

слоях бинарных растворов и влияния мощности теплового потока на форму свободной поверхности и время ее формирования и релаксации. 4. Прототипы жидкостных оптических элементов на основе термо- и концентрационно-капиллярной конвекции, вызываемой тепловым действием лазерного излучения.

Практическая значимость работы состоит в следующем:

Получены фундаментальные знания о термокапиллярной конвекции в сидячих каплях жидкости с неподвижной линией трехфазного контакта и влиянии мощности локализованного теплового потока на форму свободной поверхности. Получены фундаментальные знания о концентрационно-капиллярной конвекции, вызванной локализованным тепловым потоком в тонких слоях бинарных растворов, и зависимости формы свободной поверхности от мощности теплового потока, концентрации компонент раствора.

Предложены жидкостные оптические элементы на основе капиллярной конвекции Марангони, которые могут быть использованы для усовершенствования или создания новых оптических систем и устройств, обладающих рядом преимуществ, по сравнению с существующими. На оптический элемент на основе термокапиллярной конвекции получен патент (см. приложение 1).

Разработанные математические модели могут быть использованы для проектирования жидкостных оптических элементов на основе термокапиллярной конвекции в сидячей капле.

Достоверность полученных результатов и выводов обеспечивается использованием современного измерительного оборудования и компьютерной техники, фундаментальных уравнений гидродинамики и теплофизики, количественной и качественной корреляцией численных результатов с результатами натурных экспериментов. Описанные экспериментальные данные обладают высокой воспроизводимостью и согласуются с данными в других научных источниках.

Личный вклад автора в исследование состоит в разработке экспериментальной установки и конструировании отдельных ее элементов, проведении экспериментальных исследований, обработке данных, разработке и реализации математических моделей термокапиллярной конвекции в капле, подготовке статей для публикации в рецензируемых журналах и докладов для представления результатов на конференциях.

Автор выражает огромную признательность своему научному руководителю, кандидату физ.-мат. наук, доценту Ивановой Н.А. за всестороннюю поддержку на протяжении всего времени проведения исследований и воспитании исследовательских навыков в научной деятельности.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих международных конференциях 3th International School and Conference "Saint-Petersburg OPEN 2016" (Saint-Petersburg, Russian Federation, 2016), Optics and Photonics Conference «Photon16» (Leeds, United Kingdom, 2016), World of Photonics Congress, EOS on Optical Technologies, 4th Conference on Optofluidics (Munich, Germany, 2017), 7th International Workshop on Bubble and Drop Interfaces (Lyon, France, 2017), 9th Conference of the International Marangoni Association "Interfacial Fluid Dynamics and Processes" (Guilin, China, 2018).

Публикации. Основные результаты диссертационного исследования опубликованы в 10 печатных изданиях, 3 из которых являются журналами, включенными в наукометрическую базу данных WoS, 1 - в базу данных ВАК, 5 -тезисы докладов на конференциях, 1 - патент на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Полный объем диссертации составляет 104 страницы, содержащую 46 рисунков и 3 таблицы. Список литературы состоит из 107 источников.

I. КОНВЕКЦИЯ МАРАНГОНИ: ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

Конвекция Марангони неразрывно связана с поверхностным натяжением жидкости и капиллярными силами. Поэтому заметное влияние на движение жидкости данный вид конвекции оказывает только в микромасштабных системах, где капиллярные силы начинают преобладать над гравитационными.

Различные проявления конвекции Марангони, такие как «танец камфоры» или «слёзы вина», известны с давних времён. Данный вид конвекции получил своё название в честь итальянского исследователя XIX в. Карло Марангони, который одним из первых занялся изучением физического феномена известного сегодня, как «концентрационно-капиллярная конвекция», которая находит своё отражение в таком явлении, как «слёзы вина». Исследования второго вида конвекции Марангони, известного как «термокапиллярная конвекция», начинаются в начале XX в. с трудов французского исследователя Анри Бенара.

Несмотря на достаточно длительную историю исследования конвекции Марангони, на сегодняшний день остаётся много не изученных аспектов, исследование которых могло бы дополнить базу фундаментальных знаний об особенностях данного феномена и помочь в создании инструментов для точного управления и контроля над жидкостями в микромасштабе. В частности, это касается термокапиллярной конвекции в капле, вызванной локальным тепловым потоком. Поскольку эта проблема остается не исследованной на сегодняшний день. И особенно это касается концентрационно-капиллярной конвекции, которая на протяжении последних 100 лет вовсе вызывала слабый интерес научного сообщества.

Учитывая современные повсеместные тенденции к миниатюризации систем и устройств и перевод различных технологических процессов в микромасштаб, исследование термокапиллярной конвекции в сидячих каплях и концентрационно-капиллярной конвекции в тонких пленках жидкостей, вызванных локальным тепловым потоком, остается актуальной проблемой.

1.1 Термокапиллярная конвекция

Термокапиллярная конвекция — это явление массопереноса (течения жидкости) вдоль поверхности раздела фаз, которое возникает вследствие действия градиента поверхностного натяжения, вызванного тепловым возмущением на свободной поверхности жидкости. Для подробного рассмотрения данного эффекта представим систему, состоящую из тонкого однородного слоя жидкости (пленки) толщиной к0 и протяженностью I, как показано на рисунке 1.1 (а). Жидкость характеризуется такими свойствами, как плотность р, вязкость д и поверхностное натяжение у, которое, для большинства жидкостей вдали от критических температур уменьшается с ростом температуры Т по линейному закону у = у0 + где у'т = -ду/дТ — температурный коэффициент поверхностного натяжения, у — поверхностное натяжение жидкости при начальной (отчетной) Т0,

АТ = Т -Т0 — перепад температуры. Таким образом, если некоторой области межфазной поверхности жидкость-воздух сообщить некоторое количество тепла Qт, тем самым локально повышая температуру жидкости, то это непременно приведет к возникновению градиента поверхностного натяжения Уут на свободной поверхности, направленного в область с меньшей Т, как показано на рисунке 1. 1 (б). Поле сдвиговых напряжений на свободной поверхности балансируется вязкими напряжениями в объеме, в результате имеет место перенос жидкости в область с высоким у, т.е. из более нагретой зоны — в менее нагретую,

/Л^?! (1.1)

дг дТ дх

где Ух — горизонтальная компонента скорости жидкости.

Повышение мощности Qт увеличивает АТ между нагретой зоной и периферией слоя жидкости, что увеличивает разность поверхностных энергий в соответствующих зонах, и приводит к интенсификации капиллярных потоков. В результате поток жидкости из зоны нагрева больше, чем возвратный придонный

Конвективно

-4-1 t

Qt в Qt

Рисунок 1.1 - Термокапиллярная конвекция Марангони: а) тонкий слой жидкости в кювете, б) ТК течение (ТК вихри) в слое жидкости, формирование ТК углубления, в) интенсификация ТК потоков и появление ТК разрыва

поток, что приводит к образованию углубления в зоне нагрева, рисунок 1 (б-в), которое принято называть термокапиллярным углублением [1,2]. ТК углубление (глубина прогиба), в свою очередь, также увеличивается с ростом температуры до тех пор, пока толщина слоя жидкости в центре углубления не станет нулевой. В таком случае наблюдается термокапиллярный разрыв слоя [3], изображенный на рисунке 1.1 (в). ТК углубление и ТК разрыв слоя исчезают после прекращения подвода тепла в течение времени от нескольких миллисекунд до нескольких секунд, в зависимости от параметров жидкости.

В истории изучения теплового воздействия на тонкие слои жидкости классической является работа А. Бенара [4] 1901 г., где он исследовал формирование ячеистой структуры в подогреваемом снизу тонком слое масла. Как оказалось, флуктуации температуры на поверхности жидкости посредством капиллярных сил оказывали влияние на формирование гексагональных конвективных ячеек в толще жидкости, о чем впервые было сказано в работе J. Pearson [5] 1958 г.

В 1939 г. А. Хершей [6] показал возможность создания локальной деформации в тонком слое жидкости, расположенном на предметном стекле, путём отвода тепла через контакт со стеклянным стержнем, предварительно охлажденным жидким азотом. В результате, в точке соприкосновения стержня со стеклом наблюдалось утолщение водного слоя, которое Хершей визуализировал, добавив в воду бентонитовую глину. Высота подъема жидкости в зоне охлаждения достигала 0.09 мм при перепаде температуры 1°С.

А.И. Федосов в работе [7] впервые рассматривает гидродинамическую задачу термокапиллярного движения жидкости в открытом контейнере при известном градиенте температуры вдоль поверхности жидкости, используя приближение тонкого слоя, а также движение капли в вязкой среде за счет термокапиллярных сил.

Блок и Харвит в 1957 г. предложили использовать деформированную (вогнутую) поверхность жидкости в качестве «специальных зеркал» [8]. В эксперименте они использовали тонкий слой (200 мкм) силиконового масла (0.001 м2/с), деформация которого осуществлялась с помощью создания градиента температуры путём облучения потоком электронов трубки осциллоскопа. Паттерны и интенсивность потоков определяли форму зеркала и его кривизну, соответственно. Подобные возмущения поверхности жидкости и соответствующие оптические изменения являются первым примером использования термокапиллярной конвекции Марангони для создания элементов оптики.

Р.В. Бирих в работе [9] рассмотрел, как гидродинамическую, так и тепловую задачу, где распределение температуры неизвестно и задается через плотность теплового потока через поверхность жидкости, которая включает в себя как конвективную, так и кондуктивную составляющие. Также, была выделена характеристическая толщина слоя, которая определяет тепловой либо капиллярный вид конвекции имеет место в объеме жидкости.

Огромный вклад в понимание протекания термокапиллярной конвекции, влияния на поверхность жидкости и оптические аспекты этого явления сделал Г. Да Коста, который в 70х начинал публикацию серии работ по изучению ТК конвекции, индуцированной лазерным излучением в тонких слоях жидкостей, а именно тяжелых маслах и вязкой нефти. Первая его работа [10] посвящена изучению интерференционной картины, получаемой с помощью преломляющей поверхности масла, деформированного термокапиллярной конвекцией во время облучения слоя лазерным пучком. Изучены время формирования интерференционных колец от интенсивности излучения, угловое распределение колец от интенсивности излучения. Приведены сравнения экспериментальных и

расчетных данных углового отклонения колец в зависимости от положения фокуса лазера относительно слоя жидкости. В работе [11] впервые рассчитана поверхность жидкости, деформированной термокапиллярными силами, для чего было использовано уравнение из [12]:

К о) =

3 л1/2

4 3

(1.2)

р/ рд

где к и к0 — текущая и начальная толщина слоя жидкости соответственно, р и р0 — текущая и начальная плотность жидкости соответственно, о и а0 — текущий и начальный коэффициент поверхностного натяжения соответственно, д — ускорение свободного падения. В работе [13] приведены полученные с помощью интерферометра профили поверхности в различные периоды времени после начала облучения лазерным пучком, а также серия изображений, позволяющая оценить пространственную форму ТК углубления, индуцированного с помощью лазерного пучка, направленного сверху под углом к поверхности жидкости. Весьма оригинальной сегодня представляется работа [14], в которой изложены результаты лазер-индуцированной ТК конвекции в мембране жидкости. Показано, что ТК углубление формируется не только на поверхности, на которую падает лазерный пучок, как в случае слоя на поверхности, но и с обратной стороны. Получены интерференционные картины отраженного и прошедшего через жидкостную мембрану излучения. В [15] исследованы каустические изображения, полученные при облучении слоя жидкости лазерным пучком, представлена математическая модель для расчета каустик в результате отражение и прохождения излучения сквозь слой жидкости. Предложен метод измерения показателя оптического преломления посредством сравнения полученных интерференционных картин при отражении и прохождении пучка через деформированную поверхность. В работе [16] приведены результаты расчетов термокапиллярной деформации поверхности жидкости, облучаемой лазерным излучением под углом к горизонту. Получены расчетные трехмерные изображения искривленной поверхности для различных периодов облучения.

В работе [17] рассмотрены комплексно гидродинамическая и тепловая задачи при моделировании термокапиллярной деформации тонкого слоя жидкости при известном распределении температуры на свободной поверхности. Получены уравнения скорости жидкости и функция тока. Также получены уравнение эволюции профиля (1.3) и стационарное уравнение профиля поверхности (1.4):

Ъ = + , (1.3)

О ~ 1/2

n pql2 ^ . h0 „ ,

где Во = —-- -число Бонда, А =--соотношение начальной толщины слоя а0

Y(T-To) L

к характеристической длине L, ф =T(h Tb - нормированная безразмерная

Т0-ТЬ

температура свободной поверхности, у - температурный коэффициент поверхностного натяжения жидкости, Т, Т0 и Ть - текущая, начальная температуры и температура подложки соответственно. Численно были получены линии тока и профили поверхности для различных параметров распределения температуры и значений (Во • А2).

В работе [18] численно исследована термокапиллярная конвекция в расплавах металлов, возникающая при лазерной обработке поверхностей. Исследованы гидродинамические течения, возникающие в расплаве со стороны свободной поверхности, и связанные с ними процессы тепло- и массопереноса.

Классической работой является [19], которая посвящена ТК деформации свободной поверхности этилового спирта при наличии температурного градиента на дне слоя жидкости. Как экспериментально, так и численно были исследованы два случая деформации: при подводе и отводе тепла ото дна сосуда с жидкостью.

Helmers H. и Witte W. в работе [20] приводят результаты изучения деформации поверхности дистиллированной воды, свободная поверхность которой подвергается лазерному облучению. Используя известное распределение температуры по поверхности Т(х), зависимости р(Т), <г(Т) и уравнение (1.1), были получены профили поверхности воды для различной мощности излучения лазера.

Показана хорошая корреляция между численными результатами и экспериментальными данными, что говорит в пользу применимости теории [12] для моделирования термокапиллярной конвекции в двумерной системе координат.

Визнюк С.А. и Суходольский А.Т. в работе [21] численно исследуют термокапиллярную конвекцию, индуцированную гауссовым лазерным пучком в слое поглощающей жидкости, рассматривая комплексно тепловую и гидродинамическую задачу явления, с учетом капиллярного и гидростатического давления. Ввиду малой скорости движения жидкости при данной постановке задачи, конвективная составляющая теплообмена была исключена. В результате получено уравнение профиля слоя, имеющее вид:

2( М'4 3

до 1 „др 2 2 Ы'

где г — радиальная координата, к' - производная толщины слоя. Используя параметры экспериментов и уравнение (1.3) получены профили ТК углубления для различной начальной толщины слоя. Также, показано, что распределение температуры на поверхности жидкости подобно гауссовому распределению интенсивности лазерного пучка. В работе [22], используя уравнение (1.5), получены распределения интенсивности излучения лазера, прошедшего через поверхность жидкости, деформированную термокапиллярной конвекцией. Расчетные данные соответствуют экспериментально полученным интерференционным картинам.

В работе [23] рассмотрен случай теплового излучения от цилиндрического нагревателя, расположенного над тонким слоем жидкости, к поверхности этой жидкости, и ассоциированная с ним термокапиллярная деформация слоя. Для численных экспериментов использованы уравнения (1.3) и (1.4) из [17]. Приведен сравнительный анализ полученного профиля поверхности, его эволюции, профиля температуры и теплового потока для фиксированного температурного распределения на свободной поверхности жидкости, фиксированного теплового потока к поверхности и излучения, поглощаемого поверхностью.

Начиная с 90-х гг. ХХ в. количество работ, описывающих лазер-индуцированную термокапиллярную конвекции в тонких слоях жидкости, начинает активно множиться. Среди прочих нужно отметить наиболее значимые работы [24-30].

Что касается термокапиллярной конвекции в сидячих каплях жидкости, то одной из первых работ является [31], в которой авторы рассматривают данное явление в рамках изучения растекания нелетучей вязкой жидкости на горизонтальной подложке. Для моделирования растекания использовано приближение тонкого слоя, учтены капиллярные, термокапиллярные и гравитационные силы. Рассматриваются два случая: растекание капли на равномерно нагретой и неизотермической подложке. В результате получено уравнение поверхности капли в виде:

-(ггкг)г - Во к + 3-МУт(Т:-Т)в1т1пк = -е. (1.6)

г 2 о563 тЛ8

где Лт и Л — теплопроводность окружающего газа и жидкости соответственно, а0 — начальный радиус капли, ут — температурный коэффициент поверхностного натяжения, Т5 и Тд — температура подложки и окружающего газа соответственно, 60 — начальный краевой угол, о5 — поверхностное натяжение жидкости при Т = Т5, 8 — толщина теплового пограничного слоя, т — показатель мобильности, С± — константа. Показано, что капиллярные и термокапиллярные силы, возникающие в случае неравномерно нагретой подложки и действующие вдоль всей поверхности капли, противодействуют смачиванию в зоне около линии трехфазного контакта таким образом, что при нагревании подложки, термокапиллярные силы препятствуют растеканию, а при охлаждении — способствует. Такой же подход был предпринят в [32] для моделирования растекания капель летучих вязких жидкостей.

В работе [33] численно исследован эффект так называемого «кофейного пятна», а именно, закономерности распределения коллоидных частиц на подложке при высыхании капель коллоидного раствора с неподвижной линией трехфазного

контакта в зависимости от трех различных режимов испарения. Для исследования использовались обезразмеренные уравнения Навье-Стокса и неразрывности в приближении тонкого слоя, пренебрегая влиянием гравитации. В результате были получены графики эволюции профиля поверхности капель, распределения потока массы раствора при испарении, поля скоростей внутри капли и эволюции профилей распределения коллоидных частиц, которые совпадают с экспериментальными наблюдениями. А именно, что зависимость распределения коллоидных частиц на подложке зависит от режима испарения раствора и связанного с ним направления конвективных потоков внутри капли. Таким образом, при равномерном потоке массы вдоль поверхности капли или при более интенсивном массопереносе на кромке, концентрация коллоидных частицы будет выше на кромке капли, образуя тем самым «кофейное пятно» при полном испарении раствора. В режиме, когда наиболее интенсивное испарения раствора наблюдается в центре капли, коллоидные частицы распределяются по подложке равномерно.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Малюк Александр Юрьевич, 2019 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Безуглый Б. А. Термокапиллярная конвекция в слое жидкости с квазиточечным источником тепла в подложке / Б. А. Безуглый, В. М. Флягин. // Известия Российской академии наук. Механика жидкости и газа. - 2007. - №6. - С. 124-134.

2. Тарасов О. А. Аддитивность динамической кривизны термокапиллярного углубления и статической кривизны мениска смачивания/ А.О. Тарасов //Коллоидный журнал. - 2005. - Т.67. - №.2. - С. 259-267.

3. Зайцев Д.В. Влияние вязкости на термокапиллярный разрыв стекающей пленки жидкости / Д.В. Зайцев, А.А. Семенов, О.А. Кабов / Теплофизика и аэромеханика.

- 2016. - №. 4. - С. 649-652.

4. Benard H. Les tourbillons cellulaires dans une nappe liquide transportant de la chaleur par convection en regime permanent / H. Benard // Annals of Chemistry and of Physics.

- 1901. - Ser.7. - Vol.23. - P. 62-144.

5. Pearson J.R.A. On convection cells induced by surface tension / J.R.A. Pearson // Journal of Fluid Mechanics. - 1958. - Vol.4. - P. 489-500.

6. Hershey A.V. Ridges in a liquid surface due to the temperature dependence of surface tension / A.V. Hershey // Physical Review. - 1938. - Vol. 56. - P. 204.

7. Fedosov A.I. Thermocapillary motion / A.I. Fedosov // Zhurnal Fizicheskoi Khimii. -1956. - Vol.30. - No.2. - P. 366-373.

8. Block M.J. Free surface of liquids as an optical element / M.J. Block, M. Harwit // Journal of the Optical Society of America. - 1958. - Vol.48. - No.7. - P. 480-482.

9. Birikh R.V. Thermocapillary convection in a horizontal layer of fluid / R.V. Birikh // Journal of Applied Mechanics and Technical Physics. - 1966. - No. 3. - P. 69-72.

10. Da Costa G. Self-golograms of laser-induced surface depressions in heavy hydrocarbons / G. Da Costa, J. Calatroni // Applied Optics. - 1978. - Vol.17. - No.15. -P. 2381-2385.

11. Da Costa G. Transient deformation of liquid surfaces by laser-induced thermocapillarity / G. Da Costa, J. Calatroni // Applied Optics. - 1979. - Vol.18. - No.2.

- P. 233-235.

12. Landau L. Mechanics of fluids / L. Landau, E. Lifschitz. New York : Pergamon Books Ltd., 1987. P. 244.

13. Calatroni J. Interferometric determination of the surface profile of a liquid heated by a laser beam / J. Calatroni, G. Da Costa // Optics Communication. - 1982. - Vol.42. -No.1. - P. 5-9.

14. Da Costa G. Laser-induced hydrodynamic effects in thin liquid membranes / G. Da Costa, F. Bentolila, E. Ruiz // Physics Letters. - 1983. - Vol.95A. - No.6. - P. 313-315.

15. Da Costa G. Time evolution of the caustics of a laser heated liquid film / G. Da Costa, R. Escalona // Applied Optics. - 1990. - Vol.29. - No.7. - P. 1023-1033.

16. Da Costa G. Thermocapillary surface wave induced in a liquid film by oblique incidence of a laser beam / G. Da Costa, M.C. Coll // Physics Letters A. - 1992. - Vol.165.

- P. 153-158.

17. Pimputkar S.M. Transient thermocapillary flow in thin liquid layers / S.M. Pimputkar, S. Ostrach // Physics of Fluids. - 1980. - Vol.23. - No.7. - P. 1281-1285.

18. Гладуш Г.Г. Термокапиллярная конвекция в жидкости под действием мощного лазерного излучения / Г.Г. Гладуш, Л.С. Красицкая, Е.Б. Левченко, А.Л. Черняков // Квантовая электроника. - 1982. - Т.9. - №4. - С. 660-667.

19. Pshenichnikov A.F. Deformation of liquid free surface by thermo-capillary motion / A.F. Pshenichnikov, G.A. Tokmenina // USSR AS News. Fluid Dynamics. - 1983. -No.3. - P. 150-153.

20. Helmers H. Holographic study of laser-induced liquid surface deformations / H. Helmers,W. Witte // Optics Communications. - 1984. - Vol.49. - No.1. - P. 21-23.

21. Визнюк С.А. О термокапиллярном самовоздействии лазерного излучения в тонких слоях поглощающей жидкости / С.А. Визнюк, А.Т. Суходольский // Квантовая электроника. - 1988. - Т.15. - №4. - С. 767-770.

21. Viznyuk S.A. On thermocapillary aberrational transformation of laser beams / S.A. Viznyuk, S.F. Rastopov, A.T. Sukhodol'skii // Optics Communications. - 1989. - Vol.71.

- No.5. - P. 239-243.

23. Hitt D.L. Radiation-driven thermocapillary flows in optically thick liquid films / D.L. Hitt, M.K. Smith // Physics of Fluids A. - 1993. - Vol.5. - No.11. - P. 2624-2632.

24. Longtin J.P. Laser-induced surface-tension-driven flows in liquid / J.P. Longtin, K. Hijikata, K. Ogawa // International Journal of Heat and Mass Transfer. - 1999. Vol.42. -P. 85-93.

25. Mizev A.I. Experimental investigation of thermocapillary convection induced by a local temperature inhomogeneity near the liquid surface. 2. Radiation-induced source of heat / A.I. Mizev // Journal of Applied Mechanics and Technical Physics. - 2004. -Vol.45. - No.5. - P. 699-704.

26. Karlov S.P. Experimental and numerical study of the Marangoni convection due to localized laser heating / S.P. Karlov, D.A. Kazenin, B.I. Myznikova, I.I. Wertgeim // Journal of Non-Equilibrium Thermodynamics. - 2005. - Vol.30. - P. 283-304.

27. Bezuglyi B.A. Thermocapillary convection in a liquid layer with a quasi-point heat source in the substrate / B.A. Bezuglyi and V.M. Flyagin // Fluid Dynamics. - 2007. -Vol.42. - No.6. - P. 978-986.

28. Marchuk I.V. Thermocapillary deformation of a thin locally heated horizontal liquid layer / I.V. Marchuk // Journal of Engineering Thermophysics. - 2009. - Vol.18. - No.3.

- P. 227-237.

29. Marchuk I.V. Thermocapillary deformation of a horizontal liquid layer under flash local surface heating / I.V. Marchuk // Journal of Engineering Thermophysics. - 2015. -Vol.24. - No.4. - P. 381-385.

30. Wedershoven H.M.J.M. Infrared-laser-induced thermocapillary deformation and destabilization of thin liquid films on moving substrates / H.M.J.M. Wedershoven, C.W.J. Berendsen, J.C.H. Zeegers, A.A. Darhuber // Physical Review Applied. - 2015. - Vol.3.

- No.024005.

31. Ehrhard P. Non-isothermal spreading of liquid drops on horizontal plates / P. Ehrhard and S.H. Davis // Journal of Fluid Mechanics. - 1991. - Vol.229. - P. 365-388.

32. Anderson D.M. The spreading of volatile liquid droplets on heated surfaces / D.M. Anderson and S.H. Davis // Physics of Fluids. - 1995. - Vol.7. - No.2. - P. 248-265.

33. Fischer B.J. Particle convection in an evaporating colloidal droplet / B.J. Fischer // Langmuir. - 2002. - Vol.18. - P. 60-67.

34. Dietzel M. Laser-induced motion in nanoparticle suspension droplets on a surface / M.Dietzel, D. Poulikakos // Physics of Fluids. - 2005. - Vol. 17. - No.102106.

35. Karpitschka S. Marangoni contraction of evaporating sessile droplets of binary mixtures / S. Karpitschka, F. Liebeg, H. Riegler // Langmuir. - 2017. - Vol.33. -

P. 4682-4687.

36. Thompson J. On certain curious motions observable at the surface of wine and other alcoholic liquors / J. Thomson // The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science. - 1855. - Vol.10. - No.67. - P. 330-333.

37. Marangoni C. Sull' expansione dell goccie di un liquido galleggianti sulla superficie di altro liquid. PhD dissertation. University of Pavia. Pavia. - 1865.

38. Gibbs J.W. On the equilibrium of heterogeneous substances / J.W. Gibbs // Transactions of the Connecticut Academy of Arts and Sciences. - 1874-78. - Vol.3. P. 108-248, 343-524.

39. Loewenthal M. Tears of strong wine / M. Loewenthal // The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science. - 1931. - Vol. 12. - No.77. -

P. 462-472.

40. Skogen N. Increase of surface tension of certain solutions when brought into contact with hot gases / N. Skogen // American Journal of Physics. - 1958. - Vol.26. - No.1.

P. 25-27.

41. Безуглый Б.А. Капиллярная конвекция, управляемая тепловым действием света и ее применение в способах регистрации информации: диссертация на соискание степени кандидата физико-математических наук. Москва. 1983. - 270 с.

42. Майоров В.С. Разделение жидких смесей на компоненты при тепловом действии непрерывного лазерного излучения // Доклады АН СССР. - 1977. -Т.237.- №5. - С. 1073-1075.

43. Безуглый Б.А. Термотензография - новый способ получения изображений. / Б.А. Безуглый, Е.А. Галашин // Журнал научной и прикладной фотографии и кинематографии. - 1982. - Т.27 - №1. - С. 69-71.

44. Baumgart P. A new laser texturing technique for high performance magnetic disk drives / P. Baumgart, D.J. Krajnovich, T.A. Nguyen, A.C. Tam // IEEE Transactions on Magnetics. - 1995. - Vol.35. - No.6. - P. 2946-2951.

45. Lide D.R. CRC Handbook of Chemistry and Physics, Internet version. - Boca Raton: CRC Press, 2005. - 2661 p. - Режим доступа: http: //diyhpl. us/~nmz787/mems/unorganized/CRC%20Handbook%20of%20Chemistry %20and%20Physics%2085th%20edition.pdf [Дата обращения 14.08.19]

46. Chen K.D. Densities, viscosities, refractive indexes and surface tensions for mixtures of ethanol, benzyl acetate and benzyl alcohol / K.D. Chen, Y.F. Lin, C.H. Tu // Journal of Chemical and Engineering Data. - 2012. - Vol.57. - No.4. - P. 1118-1127.

47. Tang S.K.Y. Optical waveguiding using thermal gradients across homogeneous liquids in microfluidic channels / S.K.Y. Tang, B.T. Mayers, D.V. Vezenov, G.M. Whitesides // Applied Physics Letters. - 2006. - Vol.88. - No.061112.

48. Liu H.L. A liquid thermal gradient refractive index lens and using it to trap single living cell in flowing environments / H.L. Liu, Y. Shi, L. Liang, L. Li, S.S. Guo, L. Yin, Y. Yang // Lab on Chip. - 2017. - Vol.17. - P. 1280-1286.

49. Azizian S. Equilibrium surface tensions of benzyl alcohol + ethylene glycol mixtures / S. Azizian, N. Bashavard // Journal of Chemical and Engineering Data. - 2005. - Vol.50.

- P. 709-712.

50. Engineering ToolBox, Vapor Pressure common Liquids. 2006. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.engineeringtoolbox.com/vapor-pressure-d_312.html [Дата обращения 14.08.19].

51. Bandarkar F. Viscosity and surface tension of glycerol + N-methyl-2-pyrrolidone mixtures from 293 to 323 K / F. Bandarkar, I.S. Khattab, F. Martinez, M. Khoubnasabjafari, S. Vahdati, A. Jouyban // Physics and Chemistry of Liquids. - 2015.

- Vol.53. - No.1. - P. 104-116.

52. Ghotli R.A. Selected physical properties of binary mixtures of crude glycerol and methanol at various temperatures / R.A. Ghotli, A.R.A. Aziz, I.M. Atadashi, D.B. Hasan, P.S. Kong, M.K. Aroua / Journal of Industrial and Engineering Chemistry. - 2015. -Vol.21. - P. 1039-1043.

53. International Crystal Laboratories, Silicon (Si) optical crystals. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.internationalcrystal.net/optics 14.htm [Дата обращения: 19.08.19].

54. Malyuk A.Yu. Varifocal liquid lens actuated by laser-indeced thermal Marangoni forces / A.Yu. Malyuk, N.A. Ivanova // Applied Physics Letters. - 2018. - Vol.112. -No.103701.

55. Semenov S. Thermocapillary deformation of a pinned sessile droplet caused by a laser beam / S. Semenov, A. Malyuk, N. Ivanova // IMA9 - The 9th Conference of the International Marangoni Association "Interfacial Fluid Dynamics and Processes", Guilin, China, August 31 - September 5, 2018 (Session 10 - Cappillary Interfacial Deformation).

56. Безуглый Б.А. Термокапиллярная деформация тонкого слоя жидкости, вызванная пучком лазера / Б.А. Безуглый, Н.А. Иванова, А.Ю. Зуева // Прикладная механика и техническая физика. - 2001. - Т.42. - №3. - С. 130-134.

57. Иванова Н.А. Моделирование термокапиллярной конвекции в сидячей капле жидкости, индуцированной лазерным пучком / Н.А. Иванова, А.Ю. Малюк // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. - 2019. - Т.5. - №2. - С. 160-174.

58. Azizian S. Surface tension of binary mixtures of ethanol + ethylene glycol from 20 to 50°C / S. Azizian, M. Hemmati // Journal of Chemical and Engineering Data. - 2003. -Vol.48. - P. 662-663.

59. Tatosova K.A. Droplet formation caused by laser-induced surface-tension-driven flows in binary liquid mixtures / K.A. Tatosova, A.Yu. Malyuk, N.A. Ivanova // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. - 2017. - Vol.521. -

P. 22-29.

60. Malyuk A.Yu. Adaptive liquid microlenses actuated by laser-induced solutocapillary forces / A.Yu Malyuk, N.A.Ivanova // 3rd International School and Conference on Optoelectronics, Photonics, Engineering and Nanostructures "Saint Petersburg OPEN 2016", St. Petersburg, Russia, March 28-30, 2016

61. Ivanova N.A. Adaptive liquid microlenses activated by light: toward an artificial eye / N.A. Ivanova, A.Yu. Malyuk // IOP Conference on optics and photonics "PHOTON16", Leeds, UK, September 5-8, 2016.

62. Malyuk A.Yu. Optofluidic lens actuated by laser-induced solutocapillary forces / A.Yu. Malyuk, N.A. Ivanova // Optics Communocations. - 2017. - Vol.392. -

P. 123-127.

63. Ivanova N.A. Droplet-based lenses actuated by laser-induced solutocapillary forces / N.A. Ivanova, A.Yu. Malyuk // 7th International Workshop on Bubble and Drop Interfaces, Lyon, France, June 26-30, 2017 (Session 1: Bubble and drop formation, motion and interaction).

64. Malyuk A.Yu. Droplet-based microlenses actuated by laser-induced solutocapillary forces / A.Yu. Malyuk, N.A. Ivanova // EOS Optical Technologies - Conferences at the World of Photonics Congress (WPC 2017), Munich, Germany, June 26-29, 2017 (Session OF3: Optofluidics: Optofluidics Imaging, Trapping, and Spectroscopy).

65. Gray S. A letter from mr. Stephen Gray, giving a further account of his water microscope // Philosophical Transactions of the Royal Society. - 1695-1697. - Vol.19. -P. 353-356.

66. Gibson B.K. Liquid mirror telescopes: History // Journal of the Royal Astronomical Society of Canada. - 1991. - Vol. 85. - No. 4. - P. 158-171.

67. Nguyen N.T. Micro-optofluidic lenses: A review // Biomicrofluidics. - 2010. - Vol.4. - No. 031501.

68. Berge B. Variable focal lens controlled by an external voltage: An application of electrowetting / B. Berge, J. Peseux // European Physical Journal E. - 2000. - Vol.3. -P. 159-163.

69. Krupenkin T. Tunable liquid microlens / T. Krupenkin, S. Yang, P. Mach // Applied Physics Letters. -2003. - Vol.82. - No.3. - P. 316-318.

70. Li C. Electrowetting-driven variable-focus microlens on flexible surfaces / Li C., Jiang H. // Applied Physics Letters. - 2012. - Vol.100 -No.23. - No. 231105.

71. Kuiper S. Variable-focus liquid lens for miniature cameras / S. Kuiper, B.H.W. Hendriks // Applied Physics Letters. - 2004. - Vol.85 - No.7. - P. 1128-1130.

72. Supekar O.D. Enhanced response time of electrowetting lenses with shaped input voltage functions / O.D. Supekar, M. Zohrabi, J.T. Gopinath, V.M. Bright // Langmuir. -2017. - Vol.33. - No. 19. - P. 4863-4869.

73. López C.A. Electrochemically activated adaptive liquid lens / C.A. López, C.C. Lee, A.H. Hirsa // Applied Physics Letters. - 2005. - Vol.87. - No.13. - No.134102.

74. Negelberg S. Reconfigurable and responsive droplet-based compound micro-lenses / S. Nagelberg,, L.D. Zarzar, N. Nicolas, K. Subramanian, J.A. Kalow, V. Sresht, D. Blankschtein, G. Barbastathis, M. Kreysing, T.M. Swager, M. Kolle // Nature. - 2017. -Vol.8. - No.14673.

75. Cheng C.C. Variable focus dielectric liquid droplet lens / C.C. Cheng, C.A. Chang, J.A. Yeh // Optics Express. - 2006. - Vol.14. - No.9. - P. 4101-4106.

76. Cheng C.C. Dielectrically actuated liquid lens / C.C. Cheng, J.A. Yeh // Optics Express. - 2007. - Vol.15 - No.12. - P. 7140-7145.

77. Xu S. Dielectric liquid microlens with switchable negative and positive optical power / S. Xu, H. Ren, Y. Liu, S.T. Wu // Journal of Microelectromechanical Systems. - 2011. - Vol.20. - No.1. - No 5685793. - P. 297-301.

78. Chen Q. Dielectrophoresis-actuated in-plane optofluidic lens with tunability of focal length from negative to positive / Q. Chen, T. Li, Y. Zhu, W. Yu, X. Zhang // Optics Express. - 2018. - Vol.26. - No.6. - 6532-6541.

79. Jeong K.H. Tunable doublet microlens array / K.H Jeong, G.L. Liu, N. Chronis, L.P. Lee // Optics Express. - 2004. - Vol.12. - No.11. - P. 2494-2500.

80. Zhang D.Y. Fluidic adaptive lens with high focal length tunability / D.Y. Zhang, V. Lien, Y. Berdichevsky, J. Choi, Y.H. Lo // Applied Physics Letters. - 2003. - Vol.82. -No.19. - P. 3171-3172.

81. Zhang D.Y. Fluidic adaptive lens of transformable lens type / D.Y. Zhang, N. Justise, Y.H. Lo // Applied Physics Letters. - 2004. - Vol.84. - No.21. - P. 4194-4196.

82. Oku H. Variable-focus lens with 1-kHz bandwidth / H. Oku, K. Hashimoto, M. Ishikawa // Optics Express. - 2004. - Vol.12. - No.10. - P. 2138-2149.

83. Fuh Y.K. Characterizing aberration of a pressure-actuated tunable biconvex microlens with a simple spherically-corrected design / Y.K. Fuh, M.X. Lin, S.Lee // Optics and Lasers in Engineering. - 2012. - Vol.50. - P. 1677-1682.

84. Wang L. Variable-focus lens with 30 mm optical aperture based on liquidmembrane-liquid structure / L. Wang, H. Oku, M. Ishikawa // Applied Physics Letters. -2013. - Vol.113. - No.131111.

85. Moran P.M. Fluidic lenses with variable focal length / P.M. Moran, S. Dharmatilleke, A.H. Khaw, K.W. Tan, M.L. Chan, I. Rodrigueza // Applied Physics Letters. - 2006. -Vol.88. - No.041120.

86. Cheng H.C. Adaptive mechanical-wetting lens actuated by ferrofluids / H.C. Cheng, S. Xu, Y. Liu, S. Levi, S.T. Wu // Optics Communications. - 2011. - Vol.284. - No.8. -P. 2118-2121.

87. Dong L. Selective formation and removal of liquid microlenses at predetermined locations within microfluidics through pneumatic control / L. Dong, H. Jiang // Journal of Microelectromechanical Systems. - 2008. - Vol.17. - No.2 - P. 381-392.

88. Patra R. Membrane-less variable focus liquid lens with manual actuation / R. Patra, S. Agarwal, S. Kondaraju, S.S. Bahga // Optics Communications. - 2017. - Vol.389. -P. 74-78.

89. Dong L. Adaptive liquid microlenses activated by stimuli-responsive hydrogels / L. Dong, A.K. Agarwal, D.J. Beebe, H. Jiang // Nature. - 2006. - Vol.442. - No.3. -

P. 551-554.

90. Yang H. Thermal responsive microlens arrays / H. Yang, Y.H. Han, X.W. Zhao, K. Nagai, Z.Z. Gua // Applied Physics Letters. - 2006. - Vol.86. - No. 111121.

91. Koyama D. High-speed focus scanning by an acoustic variable-focus liquid lens / D. Koyama, R. Isago, K. Nakamura // Japanese Journal of Applied Physics. - 2011. - Vol.50. - No.07HE26.

92. Koyama D. Three-Dimensional Variable-Focus Liquid Lens Using Acoustic Radiation Force / D. Koyama, R. Isago, K. Nakamura // IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control. - 2011. - Vol.58. - No.12. -

P. 2720-2726.

93. Song C. Liquid acoustic lens for photoacoustic tomography / C. Song, L. Xi, H. Jiang // Optics Letters. - 2013. - Vol.38. - No.15 - P. 2930-2933.

94. Lopez C.A. Fast focusing using a pinned-contact oscillating liquid lens / C.A. Lopez, A.H. Hirsa // Nature Photonics. - 2008. - Vol.2. - P. 610-613.

95. Mao X. Tunable liquid gradient refractive index (L-GRIN) lens with two degrees of freedom / X. Mao, S.C.S. Lin, M.I. Lapsley, J. Shi, B.K. Juluria, T.J. Huang // Lab on a Chip. - 2009. - Vol.9. - P. 2050-2058.

96. Rosenauer M. 3D fluidic lens shaping - A multiconvex hydrodynamically adjustable optofluidic microlens / M. Rosenauer, M.J. Vellekoop // Lab on a Chip. - 2009. - Vol.9.

- P. 1040-1042.

97. Zickar M. MEMS compatible micro-GRIN lenses for fiber to chip coupling of light / M. Zickar, W. Noell, C. Marxer, N. de Rooij // Optics Express. - 2006. - Vol.14. - No. 10. - P. 4237-4249.

98. Wolfe D.B. Diffusion-controlled optical elements for optofluidics / D.B. Wolfe, D.V. Vezenov, B.T. Mayers, G.M. Whitesides // Applied Physics Letters. - 2005. - Vol.87. -No.181105.

99. Tang S.K.Y. Dynamically reconfigurable liquid-core liquid-cladding lens in a microfluidic channel / S.K.Y. Tang, C.A. Stan, G.M. Whitesides // Lab on a Chip. - 2008.

- Vol.8. - P. 395-401.

100. Seow Y.C. Different curvatures of tunable liquid microlens via the control of laminar flow rate / Y.C. Seow, A.Q. Liu, L.K. Chin, X.C. Li, H.J. Huang, T.H. Cheng, X.Q. Zhou // Applied Physics Letters. - 2008. - Vol.93. - No.084101.

101. Shi J. Tunable optofluidic microlens through active pressure control of an air-liquid interface / J. Shi, Z. Stratton, S.C.S. Lin, H. Huang, T.J. Huang // Microfluid Nanofluid.

- 2010. - Vol.9. - P. 313-318.

102. Li H. A tunable optofluidic lens based on combined effect of hydrodynamics and electroosmosis / H. Li, T.N. Wong, N.T. Nguyen // Microfluid Nanofluid. - 2011. - Vol. 10. - P. 1033-1043.

103. Mishra K. Optofluidic lens with tunable focal length and asphericity / K. Mishra, C. Murade, B. Carreel, I. Roghair, J.M. Oh, G. Manukyan, D. van den Ende, F. Mugele // Scientific Reports. - 2014. - Vol.4. - No.6378.

104. Uchiyama K. Thermal lens microscope / K. Uchiyama, A. Hibara, H. Kimura, T. Sawada, T. Kitamori // Japanese Journal of Applied Physics. - 2000. - Vol.39. -

P. 5316-5322.

105. Kitamori T. Combining a thermal lens microscope with microchip technology compensates for disadvantages and widens its applicability to microchip chemistry / T. Kitamori, M. Tokeshi, A. Hibara, K. Sato // Analytical Chemistry. - 2004. - Vol.76. -No.3. - P. 52A-60A.

106. Hiki S. UV excitation thermal lens microscope for sensitive and nonlabeled detection of nonfluorescent molecules / S. Hiki, K. Mawatari, A. Hibara, M. Tokeshi, T. Kitamori // Analytical Chemistry. - 2006. - Vol.78. - No.8. - P. 2859-2863.

107. Безуглый Б.А. Оптические свойства «аномальной» капли / Б.А. Безуглый, С.В. Шепеленок, Н.А. Иванова // Письма ЖТФ. - 1998. - Т.24. - №24.- С. 61-64.

Приложение 1