单光束光镊光阱力分析

在几何光学近似下,利用光线追踪法分析了激光微束对微粒的作用力,数值计算中考虑了激光微束的具体结构对光阱力的影响.分析表明:相对折射率和激光束腰对光阱力有重要影响,激光波长和微粒大小对光阱力也有一定影响.     

单光镊光阱力分析

在几何光学近似下，利用光线追踪法分析了激光微束作用于微粒的作用力，数值计算中考虑了激光微束的具体结构对光阱力的影响。分析表明：相对折射率和激光束腰对光阱力有重要影响，另外激光波长和微粒大小对光阱力也有一定影响。     

光阱pN量级阱力的流体力学法测量系统

根据流体力学的分析 ,研究并计算了适合光镊操作生物粒子的无限大平板流场特性和流场分布 ,设计并研制了一套符合光镊pN(皮牛 )量级力测量的液体微循环系统和样品池 ,其液体微流量分流器和缓冲器解决了蠕动泵脉冲缺点 .实际测量和光阱力测试结果显示该系统满足光阱pN量级力的测量要求 .     

基于电动现象的细胞光镊阱力测量

提出了一种新的细胞光阱力标定的实验方法，利用细胞电泳原理，设计并研制了一套符合用光镊测力的电动样品池系统，用它替代单光镊操作系统中的普通样品池和高精密压电位移驱动平台，可以用电压调控细胞运动速度，系统相对简单、经济．实验测量结果为：在2～18V／cm电压梯度范围内，酵母细胞的运动速度与电压梯度成正线性关系，即在皮牛量级以下，最大光阱力与光镊光源的功率成线性增加关系．测量结果表明，该方法可实现对细胞光阱力的测量，还可用来测量细胞表面电量．     

聚焦平面波中介质球光阱力的计算

应用ABCD定律计算了平面光波经过一个光阑-透镜组合系统的衍射场.应用瑞利散射理论,计算了光与Rayleigh粒子(半径小于波长)的相互作用力.数值计算表明:光阑的大小,透镜的焦距、光的波长以及粒子周围介质的选择对于光阱力都有重要的影响,光阑的加入增加了光学系统的可调性.这些结果对实验参数的选择,调节和实验结果的评价具有一定的指导意义.     

生成二维对称光阱阵列的一种简单方法

提出了生成二维空间光阱阵列的新方法.由光阱位置参量和强度参量构成的纯位相调制函数,可以生成光阱数目、每个独立光阱的位置、光阱的峰值强度都可控的二维空间光阱阵列.采用液晶空间光调制器,仿真模拟设计了生成二维3×3对称光阱阵列的位相分布模板,计算了光强分布.     

正切平方量子阱中的非线性光整流

研究了正切平方量子阱(QWs)在不同温度、流体静压作用下的非线性光整流.在有效质量近似的框架下,通过求解薛定谔方程得到本征函数和能量本征值;通过利用密度矩阵理论和迭代方法,得到非线性光学整流(OR)的解析表达式.相关计算结果表明,流体静压、温度、限制势能和QWs的直径对OR系数有影响.研究所得结果可以为探讨正切平方量子阱的非线性光学整流提供理论依据.     

光镊理论模型研究进展

根据微粒尺度与入射光波长间的关系,给出几何光学模型和电磁模型.详细描述几何光学法、时域有限差分法(FDTD)、有限元法(FEM)、广义洛伦兹-米理论(GLMT)和瑞利散射方法等计算光镊捕获力的理论,并列出T矩阵法、离散偶极子近似法(DDA)、矩量法(MOM)及耦合偶极子法(CDM)等多种数值计算方法.研究表明:在光镊技术中,这些方法可用于不同性质的光束及微粒的研究,其研究方法与过程均有所不同.     

利用强度具有δ阱空间分布的驱动光控制慢光

基于在电磁感应透明介质中超慢光和光信息储存的基本理论和技术,从理论上研究了用一种强度具有δ阱空间分布的控制光来操纵慢光运动,以及不同的控制光参数对慢光运动的影响.结果表明,仅当探测光为确切共振ω=ω0时,才能完全透过介质;增大δ阱的参数β,会使透明窗变窄.     

正切平方势量子阱的光整流特性

从理论上研究了正切平方势量子阱的光整流特性.利用有效质量近似,通过对系统的薛定谔方程的求解,得到了系统的能级与波函数.使用密度矩阵理论和迭代法,给出了系统的光整流的表达式.结果表明:随着限制势高度V0的增大,光整流的峰值逐渐变小,并且向着能量高的区域移动;当限制势宽度d逐渐增加,光整流的峰值也在增大,且向着低能量方向移...     

水溶液中聚苯乙烯小球的单光束光操纵及有序结构的形成

利用单束强聚焦激光对悬浮于水中的聚苯乙烯小球进行了二维的光操纵,并研究了聚苯乙烯小球在光阱中的动力学过程。实验果表明:在切向光梯度力的作用下,聚苯乙烯小球会在样品盒的衬底上发生自组装行为形成二维有序的六角密排的周期性结构。利用这种单光束光组装的方法,在玻璃基底上制备了聚苯乙烯小球二维有序周期性结构。该研究结果将为利用单光强聚焦激光来制备微纳光子多功能器件提供理论依据及实验参考。     

闪耀光栅产生光学势阱阵列

提出用液晶空间光调制器制作闪耀光栅产生光学势阱的新方案,优化设计光栅的相位变化参数,用单束激光照明,产生3×3和4×4等光强光学势阱阵列.根据现有空间光调制器性能和尺寸,模拟设计光栅,计算光阱阵列光强分布.研究结果表明：所产生的光阱阵列中各光阱具有较高的峰值光强和光强梯度,且光强分布均匀;对冷原子或冷分子囚禁有较高的光学偶极势和较强的偶极力,在原子光学晶格的实验研究中具有很好的应用前景.     

拉盖尔-高斯光束光镊捕获性质

利用T矩阵法研究光镊中微粒大小与入射光束波长相近时,光镊捕获效率与入射光束的阶数、微粒的折射率和尺寸大小的关系.对拉盖尔-高斯光束光镊和高斯光束光镊的轴向和横向捕获效率进行比较.计算结果表明:不同阶数的拉盖尔-高斯光束对微粒捕获效率的影响不同,阶数不超过4的拉盖尔-高斯光束的捕获效率高;微粒半径增加时,拉盖尔-高斯光束的轴向捕获效率逐渐增大,且捕获域也增加,高斯光束的最大捕获效率基本保持不变但捕获域逐渐增大;微粒折射率增加时,拉盖尔-高斯光束和高斯光束的轴向和横向捕获效率均先增加后递减,捕获效率出现了一个峰值,微粒折射率约在1.39~1.69是稳定捕获的最佳数值.     

表面等离激元光学力研究进展

当一束光照射在物质上,光子与物质发生动量交换,部分动量转移到物质,等效于对物质产生作用力,称为光学力.这一作用力非常弱,一般在pN甚至更小的量级,但一定条件下,仍足以捕获和操纵纳米、微米尺度的物体.在金属纳米结构中,由于表面等离激元共振效应,诱导的局域电场可以产生增强的光学力,可以在亚波长尺度实现光操纵,并且由此衍生出一个极具吸引力的研究方向——表面等离激元光学力.本文介绍了利用金属纳米结构进行表面等离激元光学力操纵的最新研究进展.     

光阱中多个金纳米棒的双光子荧光效应及热熔合过程

本文利用单束、波长对应金纳米棒长轴表面等离子共振的飞秒脉冲激光对多个长度为40 nm,直径为10 nm的金纳米棒颗粒进行了光捕获,系统研究了金纳米棒颗粒在共振激光作用下的双光子荧光及光致热熔合效应.实验结果表明,在光阱捕获过程中金纳米棒颗粒会激发出明显的双光子荧光.当多个金纳米棒被光力捕获在光斑中心时,金纳米棒发生热熔化并熔合成大尺寸的金纳米团簇.利用这种单光束光镊熔合技术,我们在玻璃衬底上制备了二维有序的金纳米团簇阵列.这一研究对利用金纳米棒颗粒来制备微纳光子结构及多功能光子器件等具有重要的指导意义.     

基于FDTD对尖端为轴锥体的光纤光镊的模拟分析

基于动量守恒,采用时域有限差分法(FDTD),仿真模拟了光纤光镊轴锥角和工作距离关系及捕获力大小和轴锥角的关系.结果表明工作距离和捕获力的大小和轴锥角度的大小有着密切的关系.模拟结果与其它相关文件报道的实验结果基本相符合.     

基于折叠光学模型分析d+~(24)Mg反应

基于折叠光学模型理论,把核子的光学势通过折叠积分,构造出了氘核的光学势.以d+24Mg反应为例,比较了核子光学势取唯象普适光学势和基于有效Skyrme力参数Ska得到的微观核子光学势的计算结果.计算结果表明,用普适核子光学势和基于有效Skyrme力得到的微观核子光学势所构造出的氘核光学势所计算的理论值与实验数据基本符合.