基于近紅外表面等離子體的納米柱陣列光捕獲研究.pdf

1、因?yàn)楣庹丈涞轿⒓{顆粒上可以改變物體的初始狀態(tài)，所以光捕獲技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在諸多科學(xué)，醫(yī)療等領(lǐng)域。光捕獲，即是無(wú)損傷捕獲及操控微納量級(jí)的顆粒。相比于基于顯微聚焦光捕獲技術(shù)，近年來(lái)光捕獲技術(shù)使用了可以激發(fā)表面等離子體共振的金屬納米結(jié)構(gòu)，使近場(chǎng)光強(qiáng)度增大，所以可以捕獲納米量級(jí)的顆粒。當(dāng)今，無(wú)損傷、非接觸光捕獲和光操控，是近年來(lái)光學(xué)領(lǐng)域的重要熱點(diǎn)。結(jié)合近紅外波段在醫(yī)學(xué)方面具有獨(dú)特?zé)o背景干擾的優(yōu)點(diǎn)。本文提出了基于近紅外的雙異金屬納米柱陣列表面等離

2、子光鑷結(jié)構(gòu)以及基于金納米柱陣列表面等離子光鑷的詳細(xì)分析。
　　首先，本文在前兩章節(jié)中說(shuō)明了光學(xué)捕獲的機(jī)制以及光捕獲力的理論計(jì)算方法。通過(guò)麥克斯韋應(yīng)力張量法理論計(jì)算以及仿真模擬，我們得到基于紅外波段的雙異金屬納米柱陣列的納米顆粒捕獲的輸入功率為50mW時(shí)，光學(xué)捕獲力的最大值計(jì)算為約6.6nN，通過(guò)研究顆粒在沿納米柱縱向和橫向方向的光捕獲力變化，根據(jù)這些變化與克服納米顆粒布朗運(yùn)動(dòng)需要的力作對(duì)比，本文給出了捕獲范圍。再次，本文給出了金納

3、米結(jié)構(gòu)捕獲納米顆粒的分析和實(shí)驗(yàn)，通過(guò)麥克斯韋應(yīng)力張量法理論計(jì)算以及仿真模擬，本文得到金納米柱陣列的納米顆粒捕獲的輸入功率為50mW時(shí)，光學(xué)捕獲力的最大值約為約39pN，并用金納米柱光鑷做了捕獲大小100nm、特定波長(zhǎng)下發(fā)出特定熒光的微粒以及找出最終捕獲位置。在本文最后，我們提出了一種紅外下金納米顆粒的捕獲光鑷，并進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析。
　　本文所提出的納米柱陣列的光鑷結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，比較容易地集成在較小的芯片上，所以可以應(yīng)用在生命科學(xué)，物理