聚焦厄米-高斯光束对两种粒子的捕获
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作者:
作者单位:

(太原科技大学 物理系,山西 太原 030024)

作者简介:

李晋红(1980-),男,山西左权人,博士,教授,主要从事 奇点光学和光镊技术方面的研究.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金(61601318和11747068)、山西省优秀青年基金项目(201801D211006)和山西省‘1331工程’ 重点创新 团队建设计划资助项目 (太原科技大学 物理系,山西 太原 030024)


Trapping two types of particles using a focused Hermite-Gaussian beams
Author:
Affiliation:

(Department of Physics,Taiyuan University of Science and Technology,Taiyuan 030024,China)

Fund Project:

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    摘要:

    基于广义惠更斯-菲涅耳原理和瑞利散射理论, 推导了聚焦厄米-高斯光束的光强和作用在瑞利微粒上辐射力 的解析表达式,主要研究聚焦厄米-高斯光束对折射率不同的两种粒子的俘获情况,以及光 束阶数m和n对俘获效果 的影响。研究发现,聚焦厄米-高斯光束在焦平面上呈现出矩形阵列分布的(m +1)×(n+1)个亮斑,这种光束选取合适的 光束阶数可以实现在亮斑处阵列分布的捕获(m+1)×(n+1)个高折射率粒子,同时在暗区俘获 m ×(n+1)个低折射率粒子。 此外,光束阶数越大,辐射力越大,越容易俘获两种类型粒子。因此,选择合适的光束阶数 ,可以实现两种不同折 射率的瑞利微粒的稳定捕获。所得结果可以应用在生物技术和纳米技术等领域。

    Abstract:

    Based on the generalized Huygens-Fresnel principle and Rayleigh scatte ring theory,the analytical expressions of the radiation intensity and the radiation force on Rayleigh particles of a focus ed Hermite-Gaussian beams are derived, This paper mainly focuses on the capture of two kinds of particles with differen t refractive indices,as well as the effect of the beam order of m and n on the capture effect of the focused Hermite-Gaussian bea ms.The study results find that the focused Hermite-Gaussian beam in the focal plane shows a rectangular array distribut ion with (m+1)×(n+1) bright spot,the selection of suitable beam order can be achieved in the light spot array distribution capturi ng (m+1)×(n+1) high refractive index particles,while in the dark area capturing m×(n+1) low re fractive index particles.In addition,the larger the beam order,the greater the radiation force,the two types of Rayleigh particles can be captured more easily.Therefore,two types of Rayleigh particles with different refractive indices can be stably trapped by selecting appropriate beam order.Results obtained in this paper may provide potential applications in nanotechnology,biotechnology and so on.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

王文琦,张行行,李晋红,武迎春.聚焦厄米-高斯光束对两种粒子的捕获[J].光电子激光,2019,30(2):208~214

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  • 收稿日期:2018-06-23
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  • 在线发布日期: 2019-03-26
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