矢量渦旋光場的光力效應研究

《矢量渦旋光場的光力效應研究》是依託浙江大學，由王立剛擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：矢量渦旋光場的光力效應研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：王立剛
• 項目類別：面上項目

項目摘要

本項目主要考慮矢量渦旋雷射場對瑞利粒子的捕獲與控制:首先將考慮複雜矢量光束對作用在瑞利微粒上的光力的影響，考慮如何利用矢量光束的偏振特性參數來最佳化捕獲效果或控制轉動效果，同時考慮光場相位奇異引起的軌道角動量對光力的影響；其次研究是否存在更為實際的矢量光束，它可對瑞利微粒產生光學牽引力的作用；最後，結合我們已經有的研究成果，我們將研究矢量脈衝光鑷技術,研究脈衝的矢量特點對光力的影響，脈衝的時間寬度、脈衝相干性對捕獲效果的影響。本項目的研究內容既是當前光鑷技術的重要理論與技術前沿問題，並可為實驗研究提供可靠而紮實的基礎。特別是，我們預期該研究結果對光鑷技術的開發與套用具有直接的參考價值。

結題摘要

眾所周知，光具有動量與能量。當光與物質發生動量和能量交換時，光場就具有力學效應。儘管光的力學效應的研究最早可以追溯到19世紀，但真正開始系統地研究光力效應開始於雷射發明之後。早期，對光力的研究主要針對標量光束，隨著雷射物理研究的深入，人們發現光的矢量、渦旋特性是非常重要的自由度。正是在這樣的背景下，我們提出考慮矢量雷射場對瑞利粒子的捕獲與控制。首先，我們研究了如何構建新型的矢量光場，以及新型矢量光場具有的光物理特性，如坡印亭矢量、輻射力、散射力和梯度力等因素。其次我們考慮了複雜矢量光束對作用在瑞利微粒上光力的影響，考慮如何利用矢量光束的偏振特性參數來最佳化捕獲效果或控制轉動效果；並得到了可對瑞利微粒產生直接的牽引力作用負散射力；最後，結合我們已經有的研究成果及國際研究熱點，我們研究了矢量脈衝光在不同色散平板結構里的光學回響特性，得到了新型的反直覺色散關係；研究了矢量光場的古斯-漢欣效應，揭示了光束空間相干性對古斯-漢欣效應的影響。與此同時，我們在研究經費的資助下，構建了光鑷實驗平台，實驗平台的建設為今後的實驗研究做了積累。這些研究結果對人們開發與套用新型光鑷技術具有直接的參考價值。