光場(chǎng)中瑞利粒子的橫向受力特性研究.pdf

1、光鑷實(shí)質(zhì)上是基于散射力和梯度力相互作用而形成的能夠控制從幾十納米到幾十微米微粒的勢(shì)阱。由于其具有亞接觸和無(wú)損傷特性，現(xiàn)已成為生命科學(xué)發(fā)展的重要工具，促進(jìn)了物理和生物兩大基礎(chǔ)學(xué)科的交叉和發(fā)展。 本文以電磁模型為基礎(chǔ)，推導(dǎo)了零級(jí)貝塞爾光束捕獲粒子的最小半徑的表達(dá)式，并計(jì)算了瑞利粒子在零級(jí)貝塞爾光束、基模高斯光束和拉蓋爾一高斯光束中所受的橫向力和勢(shì)阱的深度；理論計(jì)算得出了瑞利粒子被穩(wěn)定束縛的條件；討論了實(shí)驗(yàn)參數(shù)、微粒的性質(zhì)以及周圍介質(zhì)

2、的情況等與橫向光阱力的關(guān)系。通過(guò)對(duì)瑞利粒子在基模高斯光束、零級(jí)貝塞爾光束和拉蓋爾—高斯光束中所受橫向力和勢(shì)阱深度的數(shù)值計(jì)算，結(jié)果表明：粒子所受橫向力和光阱深度隨著激光的波長(zhǎng)的減小而增大，隨著粒子的相對(duì)折射率減小而減小，隨著入射光腰的減小而快速增大。光強(qiáng)的梯度分布對(duì)捕獲瑞利粒子影響最大，光強(qiáng)梯度越大，產(chǎn)生的勢(shì)阱越深，對(duì)粒子的束縛越穩(wěn)定。零級(jí)貝塞爾光束和拉蓋爾—高斯光束的光強(qiáng)梯度都大于高斯光束的強(qiáng)度梯度，所以零級(jí)貝塞爾光束和拉蓋爾—高斯光束