用GLMT研究多球微粒的光學捆綁性質(zhì).pdf

1、激光器的發(fā)明在很大程度上增強了已有光源的光照強度，繼而帶動了光學微操控的發(fā)展，光學微操控特有的“遙控式”的操作方式所具有的無菌、無損、無干擾等眾多優(yōu)點在生物學和材料學等領域展現(xiàn)出了巨大的應用潛力，這促使光學微操控得到了不斷的探究，其中多體微操控由于更接近于實際環(huán)境而激發(fā)了廣大科研小組的研究熱情。目前這一領域的理論計算方法有適合小尺寸散射體的耦合偶極子方法、處理柱狀散射體的 Foldy-Lax多徑散射方法等，本論文主要給出了另外一種用于計

2、算球體散射體的方法——廣義洛倫茲-米理論方法。
　　多體微操控的基本物理圖像是多體散射，本文先從已有的研究多體散射的廣義洛倫茲-米理論出發(fā)，結合麥克斯韋張量積分求光學輻射力理論推導了研究多體光學微操控的受力問題的廣義洛倫茲-米理論。緊接著以這一理論為基礎用相應的改編程序研究了平面波照射下聚苯乙烯微球和銀納米微球以及這兩種材質(zhì)所組成的非均勻的包層多球的受力情況，探究了微粒所受光學力與微球大小和數(shù)量、多球間隔距離以及入射光的偏振態(tài)間的

3、關系，著重討論了多球在光場中的光學捆綁現(xiàn)象，給出了各種情況中的多球穩(wěn)定排列的間隔距離。
　　計算結果表明，平面波光場中多球微粒的同時存在引起的最大影響是微粒除了受到沿平面波傳播方向的散射力外還受到了垂直于這一方向的與多球排列分布密切相關的光學輻射力，微粒通過一定的空間分布結構在平面波的照射下就可以實現(xiàn)一維空間的穩(wěn)定捕獲和二維空間的受力平衡。而散射微球的半徑和材質(zhì)是對其所受到的光學輻射力有重要影響力的兩個因素，較大的散射微粒受到的光