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2023年学术进展系列之17:【中国】有限公司官网纳米光子学团队、纳米能源中心团队-光场调控组在旋转操控光镊研究中取得进展
2023-04-07 08:43  

近日,【中国】有限公司官网纳米光子学团队、纳米能源中心团队-光场调控组在旋转操控光镊研究中取得进展,相关成果发表在物理类期刊《Physical Review A》(Nature Index 期刊)上,题为"Quantitative characterization of autofocusing and trapping of multi-Airy vortex beams"

本研究基于艾里光束和涡旋光束,提出了一种自聚焦涡旋光束多艾里涡旋光束(multi-Airy vortex beamsMAVBs)。研究表明,MAVBs不仅具有良好的自聚焦性能,由于携带轨道角动量(orbital angular momentumOAM),MAVBs还具备丰富的操控粒子的能力。MAVBs的自聚焦性能可以通过调整其相关参数,或者在一定范围内增加艾里光的叠加数得到提高。其次,增大MAVBs的拓扑荷数会降低其捕获力和捕获刚度。然而,拓扑荷越大,MAVBs可同时操控的粒子就越多、微粒尺寸也越大。因此我们总结出,MAVBs在捕获和操纵大尺寸和多数量的微粒方面具有优势。此外,受到涡旋的影响,MAVBs还能操控单个或者多个微粒旋转。通过控制微粒间的离散程度,可以很容易地调整微粒的旋转速度甚至旋转方向。我们的工作为定量探索自聚焦旋涡光束的光捕获能力提供了指导,这为使用不同的光子工具进行光学捕获和操控提供了一种新的可能。

 

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1 多艾里涡旋光束(MAVBs)的捕获力分布和操控微粒旋转过程。

 

工作得到了国家自然科学基金(11604058)、广西自然科学基金(2020GXNSFAA2970412020GXNSFDA238004)、广西研究生教育创新项目(YCSW2022041)、四川省科技计划项目(2023NSFSC0460),教育部弱光非线性光子学重点实验室开放项目资助(OS22-1)项目资助。

论文作者:谭柳(硕士生),刘娜娜(硕士生),陆富喜(硕士生),刘冬梅(本科生),于蓓蓓(本科生),李钰婷(本科生),伍浩,陈凯健(硕士生),楚熠哲(本科生),洪佩龙(通讯作者),梁毅(通讯作者)。

论文链接:https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.107.043501

 

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