構造光（束）的光學微操縱與光學升力的研究

《構造光（束）的光學微操縱與光學升力的研究》是依託華僑大學，由蒲繼雄擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：構造光（束）的光學微操縱與光學升力的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：蒲繼雄
• 依託單位：華僑大學

項目摘要

構造的光束及其在光學微操縱中套用一直是國際上光學界的研究熱點。最近研究發現：透明的微型半圓柱體在平行光照射下，獲得了向上的、穩定的光學升力，實現了類似於飛機的飛行。在本項目，我們擬研究兩種新型的構造光束：部分相干Airy光束和徑向偏振（或角向偏振）部分相干貝塞爾光束。研究這些光束的傳輸和聚焦特性。並把這兩種光束套用到光學微操縱。由於部分相干光束具有抗散斑的優點和無衍射光束具有傳輸不發散以及自再現等獨特優點，這些光束對操縱渾濁環境下的微粒具有獨特的優勢。本項目還將重點研究不同類型的構造光束對不同形狀的微小物體的光學升力。研究微物體的形狀、透射率等對光學升力的影響。我們還將研究對一定形狀的微物體，該用何種構造的光束才能對物體施加最大的、穩定的光學升力。本項目的研究對生物技術、光學微機械以及太陽帆的操縱等具有重要的意義。

結題摘要

構造的光束及其在光學微操縱中套用一直是國際上光學界的研究熱點。在本項目，我們從理論上和實驗上研究了幾種新型的構造光束：分形光束、復宗量厄米-拉蓋爾高斯光束、非均勻關聯部分相干光束、渦旋光束、無衍射光束和矢量光束等。我們還著重研究一些構造光束的大數值孔徑聚焦特性。通過控制入射的偏振、位相分布、數值孔徑等，可以控制聚焦光場的光強分布。這些研究可以套用到光學微操控。例如，我們套用Devil透鏡獲得分形光束。並把這種分形光束套用於光鑷，實現了對微粒的捕獲。本項目還將重點研究不同類型的構造光束對不同形狀的微小物體的光學升力。研究微物體的形狀、透射率等對光學升力的影響。我們還將研究了渦旋光束對一定形狀的微物體的作用力。我們發現，渦旋光束所具有的軌道角動量可以傳遞給微小物體，使其轉動。本項目的研究對生物技術、光學微機械等具有重要的意義。