基于超短脉冲激光的纳米粒子捕获
[Abstract]:Optical tweezers technology is a technique that uses a strong focused laser beam as a light source. When a laser shines on a particle, the beam will produce a radiation force acting on the particle, thus capturing and manipulating the particles. Optical tweezers are often referred to as single beam gradient force trapping, where a laser beam is focused and produces a very high field intensity gradient formation force near the waist of a focused beam, which is of the order of magnitude of Pi Newton. This force is used to stabilize the capture and control of particles in three dimensions. Therefore, it is very important to study the radiation force of laser beam to particles. In recent years, a large number of new laser beams have been applied to the study of radiation force acting on particles, and the research scope has been extended from CW laser beam to ultrashort pulse laser beam. Therefore, the CW and ultrashort pulse laser tweezers are studied in this paper. The emphasis of this paper is as follows: 1, on the basis of the propagation characteristics of anomalous vortex beams, The influence of focused anomalous vortex beam on the capture of Rayleigh dielectric sphere is analyzed in detail, and the effects of different topological charge numbers and beam order of anomalous vortex beam on radiation force are discussed. Based on Rayleigh scattering theory, the radiation force of anomalous vortex beam on nanoparticles in paraxial approximation is analyzed theoretically and numerically. A beam of strongly focused anomalous vortex beams with appropriate beam order and topological charge is shown. It can be used to capture and manipulate an insulating spherical particle whose refractive index can be greater or smaller than the surrounding environment. In addition, the effects of the order of anomalous vortex beam and the topological charge on the radiation force are discussed in detail. In addition, the condition of stable capture of Rayleigh particles is analyzed in this paper. Furthermore, it is proposed to replace the conventional continuous laser pulse laser with pulsed laser as a light source to capture nanoparticles. The effects of pulse duration, beam order and topological charge on the radiation force are analyzed. Furthermore, the requirement of pulsed laser beam is analyzed on the premise of stable capture of nanoparticles. The results show that the ratio of particle pulse interval to pulse duration should be strictly selected, and some parameters also exist in traditional continuous optical tweezers.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TB383.1;TN249
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,本文编号:2221317
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