粒子徑向力橫向力光學渦旋雙渦旋光束軌道角動量碩士論文

1、粒子在雙渦旋光束中的受力特性研究粒子在雙渦旋光束中的受力特性研究【關(guān)鍵詞】粒子徑向力橫向力光學渦旋雙渦旋光束軌道角動量【英文關(guān)鍵詞】particlelongitudinalfcetransversefcesOpticalvticesdualvtexopticalbeambitalangularmomentum【中文摘要】光學渦旋在生物學和醫(yī)學領域得到廣泛應用利用光渦旋可以成功的實現(xiàn)對粒子的操縱隨著光渦旋技術(shù)的不斷發(fā)展逐漸成為生命技術(shù)及微

2、操縱研究領域的有力工具。近幾年為了提高粒子的捕獲效率許多專家學者又提出了利用雙渦旋光束實現(xiàn)對粒子的操控并且通過實驗驗證了其理論的可行性。對于傳播方向相反的兩束渦旋光束其拓撲荷為L1=L2當這樣的兩束光發(fā)生干涉時由于它們的軌道角動量前后一致的重合、相互平衡用這樣的兩束渦旋光束可以穩(wěn)定的沒有旋轉(zhuǎn)的捕獲粒子。這樣的設置是通過渦旋光束反射旋轉(zhuǎn)方向仍未改變實際上是反轉(zhuǎn)拓撲荷這樣的渦旋光束具有雙倍的光學軌道角動量從而提高了粒子的捕獲效率。本文主要研

3、究粒子在雙渦旋光束下的受力情況根據(jù)拉蓋爾高斯光束光場的表達式推導出粒子的受力表達式。分別從徑向和橫向兩個方向分析了粒子的受力情況估算了粒子在雙渦旋光束中所受的徑向力隨粒子半徑與光腰半徑的比值、衍射距離的變化關(guān)系以及粒子所受橫向力與渦旋光束環(huán)半徑的關(guān)系根據(jù)模擬圖像估算了捕獲粒子的最大徑向力和橫向力。結(jié)果表明:在粒子半徑小于渦旋光束的光腰半徑的情況下徑向力隨粒子半徑與光腰半徑的比值的增大而增大在粒子半徑小于渦旋光...【英文摘要】Optic