基于納米天線(xiàn)陣列結(jié)構(gòu)的光學(xué)捕獲和輸運(yùn)技術(shù)研究.pdf

1、光鑷是在生物實(shí)驗(yàn)室中經(jīng)常被用到的一種工具，它被廣泛應(yīng)用于捕獲和操控生物細(xì)胞、膠狀材料等微小粒子。但受制于光的衍射極限，傳統(tǒng)意義上的光鑷難以操控尺寸比光波長(zhǎng)小的納米尺度的粒子。而基于金屬表面等離子體效應(yīng)的光學(xué)操控方法，得益于其電子共振產(chǎn)生的強(qiáng)大的梯度場(chǎng)，可以用于實(shí)現(xiàn)納米尺度微粒的穩(wěn)定的光學(xué)捕獲。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)微納等離子金屬結(jié)構(gòu)的獨(dú)特設(shè)計(jì)，可以在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)納米尺寸粒子的穩(wěn)定輸運(yùn)。
　　本論文設(shè)計(jì)了一種包含四對(duì)長(zhǎng)度遞增的金天線(xiàn)

2、的微納陣列結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)改變?nèi)肷涔獾牟ㄩL(zhǎng)，使每一對(duì)天線(xiàn)交替達(dá)到共振狀態(tài)，繼而使得納米尺度的粒子能夠在相鄰天線(xiàn)的共振場(chǎng)之間實(shí)現(xiàn)一定距離內(nèi)的穩(wěn)定輸運(yùn)。本論文的工作主要包括以下兩個(gè)方面:
　　(1)設(shè)計(jì)了包含四對(duì)長(zhǎng)度遞增的金納米天線(xiàn)的陣列結(jié)構(gòu)，使得這四對(duì)金納米天線(xiàn)有不同的等離子體共振波長(zhǎng)。通過(guò)有限元方法仿真發(fā)現(xiàn)，四對(duì)天線(xiàn)之間存在著相互耦合和抑制的作用，在共振波長(zhǎng)處表現(xiàn)的尤為明顯，這樣的光學(xué)特性使得此結(jié)構(gòu)適合應(yīng)用于粒子輸運(yùn)。
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