径向偏振光束对球形金纳米颗粒的捕获

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:songxinda
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
径向偏振光与传统的线偏振和圆偏振不同,其特殊的偏振对称性以及会聚后产生的强聚焦特性使得人们对径向偏振光的研究越来越多,并将其广泛应用于粒子加速、荧光成像、拉曼光谱、以及粒子操控中。随着人们对光操控效率和效果的不断提高,进一步增强径向偏振光的会聚特性,从而达到尺度更小强度更高的会聚焦斑是一个亟待解决的问题。基于此,本文旨在通过调整入射光的振幅分布以及利用金属微结构对光场所激发的表面等离激元会聚效应,实现更小的聚焦光斑尺寸和更强的光强分布,从而为更优异光操控提供理论基础。  研究了空间光调制器对入射光束的相位变换,再经两个四分之一波片对入射光束偏振状态的调制,实验制备了径向偏振光束。并利用Richards-Wolf矢量衍射光场理论详细研究了其聚焦光场的特性。研究了不同尺寸的微粒在光场中所受光力的计算方法,包括分析小尺寸微粒所受光力的瑞利近似模型,中等尺寸的微粒所受光力的麦克斯韦电磁应力张量分析方法,以及对于大尺寸物体所受光力的射线光学模型。  利用径向偏振光束紧聚焦的严格矢量理论模型,研究了波长为600nm的径向偏振光形成的光阱。研究发现该势阱能够捕获不同尺寸的电介质微粒,但对于金属纳米颗粒则无法实现稳定的三维捕获。为此,我们提出一种双环形径向偏振的入射光场,研究了其聚焦光场随光束参数的变化,并计算了金纳米颗粒在该光场中所受光力及势阱。结果表明当光束的截断参数约为2时,所形成的亮光场能够捕获半径为50nm的金纳米微粒。当截断参数为1.3时,得到了中心为暗场的聚焦光场,可用于三维稳定捕获低折射率的空气泡。  采用轴对称的金属-电介质-金属纳米结构,将其作为纳米透镜聚焦径向偏振光所激发的表面等离子体波。通过与传统线偏振入射光结果的比较,发现径向偏振光能够得到光斑尺度更小、光强梯度更大的焦斑,从而能够对金属纳米颗粒进行更加有效的捕获。研究了激发金属光栅位置的变化对聚焦场的影响,模拟计算不同大小的微粒所受光力,结果表明所得光场能够捕获半径更大的金微粒,显著增强了捕获能力。
其他文献
稀土掺杂上转换纳米发光材料在显示、防伪等方面存在广阔的应用前景。随着科学技术的发展,人们希望稀土掺杂纳米材料在生物标记、医学成像、环境检测等领域得到应用。传统的制
近年来,对天然生物材料中的矿化组织结构和矿化机理的充分认识,为仿生设计与合成具有特定结构和功能的材料和器件提了供理论依据。利用LB技术模拟生物体系中的矿化过程越来越
耦合光腔是研究原子与光子相互作用的一个有效系统,近年来涌现出大量基于耦合腔系统的研究工作。而实现量子态的操控一直以来都是热门的研究内容,量子计算、量子通信以及量子加
培养学生的英语阅读能力不能操之过急,因为这是一个循序渐进、不断提高的过程。在这个过程中,教师要有足够的爱心和耐心,培养学生的学习兴趣,让他们明白阅读的重要性,引导他们养成
校企合作这条路是我们中职建筑学校培养技能人才应走的路,也是我校教研、教改的发展方向。下面文中笔者根据多年工作经验对中等职业技术学校校企合作人才培养模式作出简要阐述
半导体纳米材料由于其独特的光电特性受到人们的极大关注,其中氧化锌是一种直接带隙的半导体材料,室温下能隙宽度为3.37 eV,激子束缚能高达60meV,具有优良的物理和化学性质,
热烈而隆重的“郊迎” 1965年7月18日上午7时30分,一架巴基斯坦航空公司的波音707客机降落在广州白云机场。满头飞雪的原国民党南京政府代总统、桂系领袖李宗仁挽着夫人郭德
坐在窗前翻看着相册,孩子们一张张可爱的笑脸出现在眼前。作为一名从教二十多年的班主任,可谓是桃李满天下,真的好欣慰。班主任的点滴感悟如下。
一体化教学改革打破了传统课程体系知识结构,采用行动导向教学法,引进多种先进教学方法和教学手段,创建高效的一体化教学课堂。以学生为中心,从培养学生的自主学习和创造性入手,构
家庭教育一直是教育中不可忽视的力量。在低层次文化学历的家长群中,如何与家长开展有效沟通,共同教育孩子,从而达到学校教育与家庭教育的双赢局面,是一个值得探讨的问题。笔者将