基于FDTD的單光鑷光阱力計算.pdf

1、光鑷技術(shù)是以非接觸的方式捕獲操縱微納米尺度的粒子，自1986發(fā)明以來，它已應(yīng)用于物理、化學(xué)、生物、材料、納米技術(shù)等諸多領(lǐng)域。相對于光鑷實驗技術(shù)的快速發(fā)展，對光鑷的理論分析計算較為滯后，因此有必要研究和完善光鑷理論。由于實驗中眾多的研究對象的尺寸在λ/10～10λ(λ為入射光波長)范圍，需要采用嚴格的電磁理論來進行計算，而時域有限差分法即FDTD可以處理復(fù)雜形狀目標的電磁散射、輻射等問題，同時給出電磁場的時間演化過程，因而被用于本文中數(shù)值

2、仿真光鑷捕獲微球的光阱力。
　　 本文采用三維時域有限差分法(FDTD)和Maxwell應(yīng)力張量法建立了單光鑷在焦點附近捕獲球形微粒的光阱力模型，采用基于球矢量波函數(shù)(VSWF)的五階高斯光源作為仿真光源，得到了準確的光場傳播。討論了光源的波長、束腰、偏振態(tài)和微球的半徑、折射率對光阱力的影響，分析了在單光鑷捕獲微球時，鄰近微球?qū)廒辶Φ挠绊?。特別研究了光源的偏振態(tài)對微球所受光阱力的作用效果，結(jié)果表明圓偏振光比線偏振光對微球的捕獲