光阱橫向力場分布特性的研究及光鑷在光敏聚合物材料中的應(yīng)用.pdf

1、本論文包括光阱橫向力場分布特性的實(shí)驗(yàn)和理論研究以及含偶氮苯光敏聚合物特性的研究兩個方面。 光鑷自發(fā)明以來，在生命科學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域的研究中已得到了廣泛的應(yīng)用。對光阱本身的研究在實(shí)驗(yàn)和理論上也都有了很大的進(jìn)展，但實(shí)驗(yàn)上對光阱橫向力場完整的分布情況，研究仍不完善。 本文對光阱的橫向力場分布的測量提出了一種新的方法——雙光阱法，即利用光阱能夠精確測力這一功能，運(yùn)用校準(zhǔn)的標(biāo)尺光阱測量某一光阱的橫向的力場分布。我們利用這種方法對

2、半導(dǎo)體光阱的橫向力場分布進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，測出了三種功率下完整的橫向力場分布，并得到符合理論計算的試驗(yàn)結(jié)果。 本文利用幾何光學(xué)模型對光阱橫向、縱向力場的空間分布情況進(jìn)行了理論計算，得到了在橫向外力作用下被光阱捕獲的粒子要達(dá)到平衡，不但會在橫向偏離光阱中心，而且縱向上也會有一定的偏移的結(jié)果。這與利用流體力學(xué)法測量光阱剛度時出現(xiàn)的粒子縱向偏移的結(jié)果相一致。從而指出了通常利用流體力學(xué)法測得的光阱剛度，不是同一水平面上的橫向剛度，而是沿縱

3、向平衡位置的剛度，但在離光阱中心不遠(yuǎn)的范圍內(nèi)(＜0.5rb)，二者的差別很小，這樣測量的剛度可以作為同一平面光阱剛度的好的近似。另外文中還從理論上解釋了粒子縱向逃逸的原因，并指出了實(shí)驗(yàn)測量逃逸時的光阱力要明顯小于最大橫向光阱力。 首次將光鑷技術(shù)引入到聚合物光敏材料的研究中，對含偶氮苯聚合物的彈性力進(jìn)行了初步的測量。并對含偶氮苯光敏聚合物的光致形變特性進(jìn)行了研究，試驗(yàn)中利用波長436nm和365nm兩個偶氮苯基團(tuán)的特征吸收光作為激