Abstract

The effects of tightly focused, higher-order laser beams on the photoinduced molecular migration and surface deformations in azobenzene polymer films are investigated. We demonstrate that the surface relief is principally triggered by longitudinal fields, i.e., electric fields polarized along the optical axis of the focused beam. Our findings can be explained by the translational diffusion of isomerized chromophores when the constraining effect of the polymer–air interface is considered.

© 2006 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. P. Rochon, J. Gosselin, and S. Xie, Appl. Phys. Lett. 60, 4 (1992).
    [CrossRef]
  2. M. Maeda, H. Ishitobi, Z. Sekkat, and S. Kawata, Appl. Phys. Lett. 85, 351 (2004).
    [CrossRef]
  3. P. Rochon, E. Batalla, and A. Natansohn, Appl. Phys. Lett. 66, 136 (1994).
    [CrossRef]
  4. D. Y. Kim, S. K. Tripathy, L. Li, and J. Kumar, Appl. Phys. Lett. 66, 1166 (1994).
    [CrossRef]
  5. R. Bachelot, F. H'Dhili, D. Barchiesi, G. Lerondel, R. Fikri, P. Royer, N. Landraud, J. Peretti, F. Chaput, G. Lampel, G. P. Boilot, and K. Lahli, J. Appl. Phys. 94, 2060 (2003).
    [CrossRef]
  6. Y. Gilbert, R. Bachelot, G. Lerondel, P. Royer, A. Bouhelier, and G. P. Wiederrecht, Opt. Express 13, 3619 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. D. Y. Kim, L. Li, X. L. Jiang, V. Shivshankar, J. Kumar, and S. K. Tripathy, Macromolecules 28, 8835 (1995).
    [CrossRef]
  8. J. Kumar, L. Li, X. L. Jiang, D. Y. Kim, T. S. Lee, and S. K. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 72, 2096 (1998).
    [CrossRef]
  9. S. Bian, J. M. Williams, D. Y. Kim, L. Li, S. Balasubramanian, J. Kumar, and S. K. Tripathy, J. Appl. Phys. 86, 4498 (1999).
    [CrossRef]
  10. L. Novotny, E. J. Sànchez, and S. X. Xie, Ultramicroscopy 71, 21 (1998).
    [CrossRef]
  11. K. S. Youngworth and T. G. Brown, Opt. Express 7, 77 (2000).
    [CrossRef] [PubMed]
  12. R. Dorn, S. Quabis, and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 91, 233901 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. A. Bouhelier, M. R. Beversluis, A. Hartschuh, and L. Novotny, Phys. Rev. Lett. 90, 13903 (2003).
    [CrossRef]
  14. A. Natansohn and P. Rochon, Chem. Rev. 102, 4139 (2002).
    [CrossRef] [PubMed]
  15. Ch. Hafner, The Generalized Multiple Multipole Technique for Computational Electromagnetics (Artech House1990).
  16. Ph. Lefin, C. Fiorini, and J. M. Nunzi, Pure Appl. Opt. 7, 71 (1998).
    [CrossRef]

2005 (1)

2004 (1)

M. Maeda, H. Ishitobi, Z. Sekkat, and S. Kawata, Appl. Phys. Lett. 85, 351 (2004).
[CrossRef]

2003 (3)

R. Bachelot, F. H'Dhili, D. Barchiesi, G. Lerondel, R. Fikri, P. Royer, N. Landraud, J. Peretti, F. Chaput, G. Lampel, G. P. Boilot, and K. Lahli, J. Appl. Phys. 94, 2060 (2003).
[CrossRef]

R. Dorn, S. Quabis, and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 91, 233901 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

A. Bouhelier, M. R. Beversluis, A. Hartschuh, and L. Novotny, Phys. Rev. Lett. 90, 13903 (2003).
[CrossRef]

2002 (1)

A. Natansohn and P. Rochon, Chem. Rev. 102, 4139 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

2000 (1)

1999 (1)

S. Bian, J. M. Williams, D. Y. Kim, L. Li, S. Balasubramanian, J. Kumar, and S. K. Tripathy, J. Appl. Phys. 86, 4498 (1999).
[CrossRef]

1998 (3)

L. Novotny, E. J. Sànchez, and S. X. Xie, Ultramicroscopy 71, 21 (1998).
[CrossRef]

J. Kumar, L. Li, X. L. Jiang, D. Y. Kim, T. S. Lee, and S. K. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 72, 2096 (1998).
[CrossRef]

Ph. Lefin, C. Fiorini, and J. M. Nunzi, Pure Appl. Opt. 7, 71 (1998).
[CrossRef]

1995 (1)

D. Y. Kim, L. Li, X. L. Jiang, V. Shivshankar, J. Kumar, and S. K. Tripathy, Macromolecules 28, 8835 (1995).
[CrossRef]

1994 (2)

P. Rochon, E. Batalla, and A. Natansohn, Appl. Phys. Lett. 66, 136 (1994).
[CrossRef]

D. Y. Kim, S. K. Tripathy, L. Li, and J. Kumar, Appl. Phys. Lett. 66, 1166 (1994).
[CrossRef]

1992 (1)

P. Rochon, J. Gosselin, and S. Xie, Appl. Phys. Lett. 60, 4 (1992).
[CrossRef]

Bachelot, R.

Y. Gilbert, R. Bachelot, G. Lerondel, P. Royer, A. Bouhelier, and G. P. Wiederrecht, Opt. Express 13, 3619 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

R. Bachelot, F. H'Dhili, D. Barchiesi, G. Lerondel, R. Fikri, P. Royer, N. Landraud, J. Peretti, F. Chaput, G. Lampel, G. P. Boilot, and K. Lahli, J. Appl. Phys. 94, 2060 (2003).
[CrossRef]

Balasubramanian, S.

S. Bian, J. M. Williams, D. Y. Kim, L. Li, S. Balasubramanian, J. Kumar, and S. K. Tripathy, J. Appl. Phys. 86, 4498 (1999).
[CrossRef]

Barchiesi, D.

R. Bachelot, F. H'Dhili, D. Barchiesi, G. Lerondel, R. Fikri, P. Royer, N. Landraud, J. Peretti, F. Chaput, G. Lampel, G. P. Boilot, and K. Lahli, J. Appl. Phys. 94, 2060 (2003).
[CrossRef]

Batalla, E.

P. Rochon, E. Batalla, and A. Natansohn, Appl. Phys. Lett. 66, 136 (1994).
[CrossRef]

Beversluis, M. R.

A. Bouhelier, M. R. Beversluis, A. Hartschuh, and L. Novotny, Phys. Rev. Lett. 90, 13903 (2003).
[CrossRef]

Bian, S.

S. Bian, J. M. Williams, D. Y. Kim, L. Li, S. Balasubramanian, J. Kumar, and S. K. Tripathy, J. Appl. Phys. 86, 4498 (1999).
[CrossRef]

Boilot, G. P.

R. Bachelot, F. H'Dhili, D. Barchiesi, G. Lerondel, R. Fikri, P. Royer, N. Landraud, J. Peretti, F. Chaput, G. Lampel, G. P. Boilot, and K. Lahli, J. Appl. Phys. 94, 2060 (2003).
[CrossRef]

Bouhelier, A.

Y. Gilbert, R. Bachelot, G. Lerondel, P. Royer, A. Bouhelier, and G. P. Wiederrecht, Opt. Express 13, 3619 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

A. Bouhelier, M. R. Beversluis, A. Hartschuh, and L. Novotny, Phys. Rev. Lett. 90, 13903 (2003).
[CrossRef]

Brown, T. G.

Chaput, F.

R. Bachelot, F. H'Dhili, D. Barchiesi, G. Lerondel, R. Fikri, P. Royer, N. Landraud, J. Peretti, F. Chaput, G. Lampel, G. P. Boilot, and K. Lahli, J. Appl. Phys. 94, 2060 (2003).
[CrossRef]

Dorn, R.

R. Dorn, S. Quabis, and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 91, 233901 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Fikri, R.

R. Bachelot, F. H'Dhili, D. Barchiesi, G. Lerondel, R. Fikri, P. Royer, N. Landraud, J. Peretti, F. Chaput, G. Lampel, G. P. Boilot, and K. Lahli, J. Appl. Phys. 94, 2060 (2003).
[CrossRef]

Fiorini, C.

Ph. Lefin, C. Fiorini, and J. M. Nunzi, Pure Appl. Opt. 7, 71 (1998).
[CrossRef]

Gilbert, Y.

Gosselin, J.

P. Rochon, J. Gosselin, and S. Xie, Appl. Phys. Lett. 60, 4 (1992).
[CrossRef]

Hafner, Ch.

Ch. Hafner, The Generalized Multiple Multipole Technique for Computational Electromagnetics (Artech House1990).

Hartschuh, A.

A. Bouhelier, M. R. Beversluis, A. Hartschuh, and L. Novotny, Phys. Rev. Lett. 90, 13903 (2003).
[CrossRef]

H'Dhili, F.

R. Bachelot, F. H'Dhili, D. Barchiesi, G. Lerondel, R. Fikri, P. Royer, N. Landraud, J. Peretti, F. Chaput, G. Lampel, G. P. Boilot, and K. Lahli, J. Appl. Phys. 94, 2060 (2003).
[CrossRef]

Ishitobi, H.

M. Maeda, H. Ishitobi, Z. Sekkat, and S. Kawata, Appl. Phys. Lett. 85, 351 (2004).
[CrossRef]

Jiang, X. L.

J. Kumar, L. Li, X. L. Jiang, D. Y. Kim, T. S. Lee, and S. K. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 72, 2096 (1998).
[CrossRef]

D. Y. Kim, L. Li, X. L. Jiang, V. Shivshankar, J. Kumar, and S. K. Tripathy, Macromolecules 28, 8835 (1995).
[CrossRef]

Kawata, S.

M. Maeda, H. Ishitobi, Z. Sekkat, and S. Kawata, Appl. Phys. Lett. 85, 351 (2004).
[CrossRef]

Kim, D. Y.

S. Bian, J. M. Williams, D. Y. Kim, L. Li, S. Balasubramanian, J. Kumar, and S. K. Tripathy, J. Appl. Phys. 86, 4498 (1999).
[CrossRef]

J. Kumar, L. Li, X. L. Jiang, D. Y. Kim, T. S. Lee, and S. K. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 72, 2096 (1998).
[CrossRef]

D. Y. Kim, L. Li, X. L. Jiang, V. Shivshankar, J. Kumar, and S. K. Tripathy, Macromolecules 28, 8835 (1995).
[CrossRef]

D. Y. Kim, S. K. Tripathy, L. Li, and J. Kumar, Appl. Phys. Lett. 66, 1166 (1994).
[CrossRef]

Kumar, J.

S. Bian, J. M. Williams, D. Y. Kim, L. Li, S. Balasubramanian, J. Kumar, and S. K. Tripathy, J. Appl. Phys. 86, 4498 (1999).
[CrossRef]

J. Kumar, L. Li, X. L. Jiang, D. Y. Kim, T. S. Lee, and S. K. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 72, 2096 (1998).
[CrossRef]

D. Y. Kim, L. Li, X. L. Jiang, V. Shivshankar, J. Kumar, and S. K. Tripathy, Macromolecules 28, 8835 (1995).
[CrossRef]

D. Y. Kim, S. K. Tripathy, L. Li, and J. Kumar, Appl. Phys. Lett. 66, 1166 (1994).
[CrossRef]

Lahli, K.

R. Bachelot, F. H'Dhili, D. Barchiesi, G. Lerondel, R. Fikri, P. Royer, N. Landraud, J. Peretti, F. Chaput, G. Lampel, G. P. Boilot, and K. Lahli, J. Appl. Phys. 94, 2060 (2003).
[CrossRef]

Lampel, G.

R. Bachelot, F. H'Dhili, D. Barchiesi, G. Lerondel, R. Fikri, P. Royer, N. Landraud, J. Peretti, F. Chaput, G. Lampel, G. P. Boilot, and K. Lahli, J. Appl. Phys. 94, 2060 (2003).
[CrossRef]

Landraud, N.

R. Bachelot, F. H'Dhili, D. Barchiesi, G. Lerondel, R. Fikri, P. Royer, N. Landraud, J. Peretti, F. Chaput, G. Lampel, G. P. Boilot, and K. Lahli, J. Appl. Phys. 94, 2060 (2003).
[CrossRef]

Lee, T. S.

J. Kumar, L. Li, X. L. Jiang, D. Y. Kim, T. S. Lee, and S. K. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 72, 2096 (1998).
[CrossRef]

Lefin, Ph.

Ph. Lefin, C. Fiorini, and J. M. Nunzi, Pure Appl. Opt. 7, 71 (1998).
[CrossRef]

Lerondel, G.

Y. Gilbert, R. Bachelot, G. Lerondel, P. Royer, A. Bouhelier, and G. P. Wiederrecht, Opt. Express 13, 3619 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

R. Bachelot, F. H'Dhili, D. Barchiesi, G. Lerondel, R. Fikri, P. Royer, N. Landraud, J. Peretti, F. Chaput, G. Lampel, G. P. Boilot, and K. Lahli, J. Appl. Phys. 94, 2060 (2003).
[CrossRef]

Leuchs, G.

R. Dorn, S. Quabis, and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 91, 233901 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Li, L.

S. Bian, J. M. Williams, D. Y. Kim, L. Li, S. Balasubramanian, J. Kumar, and S. K. Tripathy, J. Appl. Phys. 86, 4498 (1999).
[CrossRef]

J. Kumar, L. Li, X. L. Jiang, D. Y. Kim, T. S. Lee, and S. K. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 72, 2096 (1998).
[CrossRef]

D. Y. Kim, L. Li, X. L. Jiang, V. Shivshankar, J. Kumar, and S. K. Tripathy, Macromolecules 28, 8835 (1995).
[CrossRef]

D. Y. Kim, S. K. Tripathy, L. Li, and J. Kumar, Appl. Phys. Lett. 66, 1166 (1994).
[CrossRef]

Maeda, M.

M. Maeda, H. Ishitobi, Z. Sekkat, and S. Kawata, Appl. Phys. Lett. 85, 351 (2004).
[CrossRef]

Natansohn, A.

A. Natansohn and P. Rochon, Chem. Rev. 102, 4139 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

P. Rochon, E. Batalla, and A. Natansohn, Appl. Phys. Lett. 66, 136 (1994).
[CrossRef]

Novotny, L.

A. Bouhelier, M. R. Beversluis, A. Hartschuh, and L. Novotny, Phys. Rev. Lett. 90, 13903 (2003).
[CrossRef]

L. Novotny, E. J. Sànchez, and S. X. Xie, Ultramicroscopy 71, 21 (1998).
[CrossRef]

Nunzi, J. M.

Ph. Lefin, C. Fiorini, and J. M. Nunzi, Pure Appl. Opt. 7, 71 (1998).
[CrossRef]

Peretti, J.

R. Bachelot, F. H'Dhili, D. Barchiesi, G. Lerondel, R. Fikri, P. Royer, N. Landraud, J. Peretti, F. Chaput, G. Lampel, G. P. Boilot, and K. Lahli, J. Appl. Phys. 94, 2060 (2003).
[CrossRef]

Quabis, S.

R. Dorn, S. Quabis, and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 91, 233901 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Rochon, P.

A. Natansohn and P. Rochon, Chem. Rev. 102, 4139 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

P. Rochon, E. Batalla, and A. Natansohn, Appl. Phys. Lett. 66, 136 (1994).
[CrossRef]

P. Rochon, J. Gosselin, and S. Xie, Appl. Phys. Lett. 60, 4 (1992).
[CrossRef]

Royer, P.

Y. Gilbert, R. Bachelot, G. Lerondel, P. Royer, A. Bouhelier, and G. P. Wiederrecht, Opt. Express 13, 3619 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

R. Bachelot, F. H'Dhili, D. Barchiesi, G. Lerondel, R. Fikri, P. Royer, N. Landraud, J. Peretti, F. Chaput, G. Lampel, G. P. Boilot, and K. Lahli, J. Appl. Phys. 94, 2060 (2003).
[CrossRef]

Sànchez, E. J.

L. Novotny, E. J. Sànchez, and S. X. Xie, Ultramicroscopy 71, 21 (1998).
[CrossRef]

Sekkat, Z.

M. Maeda, H. Ishitobi, Z. Sekkat, and S. Kawata, Appl. Phys. Lett. 85, 351 (2004).
[CrossRef]

Shivshankar, V.

D. Y. Kim, L. Li, X. L. Jiang, V. Shivshankar, J. Kumar, and S. K. Tripathy, Macromolecules 28, 8835 (1995).
[CrossRef]

Tripathy, S. K.

S. Bian, J. M. Williams, D. Y. Kim, L. Li, S. Balasubramanian, J. Kumar, and S. K. Tripathy, J. Appl. Phys. 86, 4498 (1999).
[CrossRef]

J. Kumar, L. Li, X. L. Jiang, D. Y. Kim, T. S. Lee, and S. K. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 72, 2096 (1998).
[CrossRef]

D. Y. Kim, L. Li, X. L. Jiang, V. Shivshankar, J. Kumar, and S. K. Tripathy, Macromolecules 28, 8835 (1995).
[CrossRef]

D. Y. Kim, S. K. Tripathy, L. Li, and J. Kumar, Appl. Phys. Lett. 66, 1166 (1994).
[CrossRef]

Wiederrecht, G. P.

Williams, J. M.

S. Bian, J. M. Williams, D. Y. Kim, L. Li, S. Balasubramanian, J. Kumar, and S. K. Tripathy, J. Appl. Phys. 86, 4498 (1999).
[CrossRef]

Xie, S.

P. Rochon, J. Gosselin, and S. Xie, Appl. Phys. Lett. 60, 4 (1992).
[CrossRef]

Xie, S. X.

L. Novotny, E. J. Sànchez, and S. X. Xie, Ultramicroscopy 71, 21 (1998).
[CrossRef]

Youngworth, K. S.

Appl. Phys. Lett. (5)

P. Rochon, J. Gosselin, and S. Xie, Appl. Phys. Lett. 60, 4 (1992).
[CrossRef]

M. Maeda, H. Ishitobi, Z. Sekkat, and S. Kawata, Appl. Phys. Lett. 85, 351 (2004).
[CrossRef]

P. Rochon, E. Batalla, and A. Natansohn, Appl. Phys. Lett. 66, 136 (1994).
[CrossRef]

D. Y. Kim, S. K. Tripathy, L. Li, and J. Kumar, Appl. Phys. Lett. 66, 1166 (1994).
[CrossRef]

J. Kumar, L. Li, X. L. Jiang, D. Y. Kim, T. S. Lee, and S. K. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 72, 2096 (1998).
[CrossRef]

Chem. Rev. (1)

A. Natansohn and P. Rochon, Chem. Rev. 102, 4139 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

J. Appl. Phys. (2)

S. Bian, J. M. Williams, D. Y. Kim, L. Li, S. Balasubramanian, J. Kumar, and S. K. Tripathy, J. Appl. Phys. 86, 4498 (1999).
[CrossRef]

R. Bachelot, F. H'Dhili, D. Barchiesi, G. Lerondel, R. Fikri, P. Royer, N. Landraud, J. Peretti, F. Chaput, G. Lampel, G. P. Boilot, and K. Lahli, J. Appl. Phys. 94, 2060 (2003).
[CrossRef]

Macromolecules (1)

D. Y. Kim, L. Li, X. L. Jiang, V. Shivshankar, J. Kumar, and S. K. Tripathy, Macromolecules 28, 8835 (1995).
[CrossRef]

Opt. Express (2)

Phys. Rev. Lett. (2)

R. Dorn, S. Quabis, and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 91, 233901 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

A. Bouhelier, M. R. Beversluis, A. Hartschuh, and L. Novotny, Phys. Rev. Lett. 90, 13903 (2003).
[CrossRef]

Pure Appl. Opt. (1)

Ph. Lefin, C. Fiorini, and J. M. Nunzi, Pure Appl. Opt. 7, 71 (1998).
[CrossRef]

Ultramicroscopy (1)

L. Novotny, E. J. Sànchez, and S. X. Xie, Ultramicroscopy 71, 21 (1998).
[CrossRef]

Other (1)

Ch. Hafner, The Generalized Multiple Multipole Technique for Computational Electromagnetics (Artech House1990).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (3)

Fig. 1
Fig. 1

(Color online) (a), (b) Topography of the photoinduced deformation of a tightly focused HG 00 beam polarized horizontally and vertically, respectively. (c) Calculated total intensity distribution E 2 inside the focal region of a HG 00 mode polarized horizontally. Decomposition of E 2 in (d) transverse E t 2 and (e) longitudinal components E z 2 . Linear color scaling; image sizes 1 μ m .

Fig. 2
Fig. 2

(Color online) Maximum height deformation of the surface for increasing laser intensity. The images represent the corresponding topographies (image size 1.5 μ m ).

Fig. 3
Fig. 3

(Color online) Field distribution and photoinduced pattern inside the focal region of a Hermite–Gaussian HG 10 (row 1), radial (row 2), and azimuthal (row 3) beam. The mode profiles and polarization vectors are displayed in the insets. First column, total intensities E 2 . Second column, transverse intensities E t 2 . Third column, longitudinal intensities E z 2 . Fourth column, resulting surface topographies. Image size 1 μ m .

Metrics