矢量貝塞爾波束對(duì)瑞利粒子的光學(xué)操控研究.pdf

1、基于光的力學(xué)效應(yīng)，光鑷可以對(duì)微小粒子實(shí)現(xiàn)非接觸、無(wú)損傷的捕獲和操控。近年來(lái)，該技術(shù)已得到了快速發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于生物學(xué)、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、物理學(xué)和微流控光學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域，同時(shí)各領(lǐng)域?qū)ζ湟蔡岢隽诵碌囊蠛吞魬?zhàn)。貝塞爾波束可以彌補(bǔ)高斯波束在光學(xué)操控中的不足，并實(shí)現(xiàn)一些全新的功能。綜合考慮貝塞爾波束的無(wú)衍射性、自重建性及其極化特性，本文研究了矢量貝塞爾波束對(duì)瑞利粒子的力學(xué)效應(yīng)，主要研究工作如下：
　　1.基于角譜展開(kāi)理論，推導(dǎo)了軸棱錐產(chǎn)生的矢量

2、貝塞爾波束電磁場(chǎng)的數(shù)學(xué)描述，并在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)了對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)和坡印亭矢量。光強(qiáng)和坡印亭矢量的數(shù)值研究發(fā)現(xiàn)：貝塞爾波束的極化狀態(tài)影響波束光強(qiáng)取最大值的位置和對(duì)應(yīng)入射波束的能量流動(dòng)范圍。
　　2.利用瑞利模型研究了波束作用在瑞利粒子上的光學(xué)力，推導(dǎo)了矢量貝塞爾波束對(duì)瑞利粒子的徑向、角向和軸向的光學(xué)力。在公式推導(dǎo)的過(guò)程中，我們分別討論了線極化、圓極化、徑向極化、角向極化和非極化貝塞爾波束對(duì)聚苯乙烯球形粒子的光學(xué)力各個(gè)分量的特點(diǎn)，研究了貝塞爾