渦旋光場中粒子的軸向力特性研究.pdf

1、光鑷在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，利用光鑷可以操縱幾十納米到幾十微米的粒子，隨著光鑷技術(shù)的不斷發(fā)展逐漸成為生命技術(shù)及微操縱研究領(lǐng)域的有力工具，但傳統(tǒng)的光鑷有很大的局限性。例如，只能捕獲高折射率粒子，不能捕獲低折射率粒子，在光束聚焦區(qū)粒子由于熱吸收而受到損壞。而光學(xué)渦旋能夠克服以上的困難，不僅可以在高聚焦區(qū)捕獲粒子，還可以捕獲低折射率粒子。
　　本文主要研究粒子在高階貝賽爾光束下的受力情況，根據(jù)該光場的表達(dá)式推導(dǎo)出粒子的受力表

2、達(dá)式。并討論了光波長、粒子半徑、束腰半徑、折射率與軸向力的關(guān)系并且根據(jù)模擬圖像討論了粒子被穩(wěn)定束縛的條件。結(jié)果表明:光束波長越小，軸向力越大，捕獲粒子的穩(wěn)定性越好；粒子本身的折射率越大，勢阱越深，越容易捕獲粒子；束腰半徑對軸向力影響較大，束腰半徑越大，軸向力迅速變大；光束波長，粒子折射率，粒子半徑，光束束腰半徑對軸向力有較大影響，因此選擇合適的實(shí)驗(yàn)參數(shù)對穩(wěn)定捕獲粒子有重要意義。通過高階貝賽爾光束與零級貝賽爾光束下的受力比較進(jìn)一步說明渦旋