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高斯波束致微粒旋转的理论研究

杜云刚 韩一平 韩国霞 李继军

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高斯波束致微粒旋转的理论研究

杜云刚, 韩一平, 韩国霞, 李继军

Theoretical study on the rotation of particles driven by Gaussian beam

Li Ji-Jun, Han Guo-Xia, Du Yun-Gang, Han Yi-Ping
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  • 基于偏振光波是左旋光子与右旋光子组成的, 从广义米理论出发, 得出了偏振高斯波束对球形粒子的辐射俘获力和力矩的表示式. 分析了微粒在圆偏振高斯波束照射时产生两种不同旋转的原因, 并结合光子的量子特性进行了解释. 对圆偏振高斯波束中粒子的两种力矩进行了数值模拟, 讨论了粒子半径、折射率、吸收系数和束腰半径对力矩及光致旋转的影响.
    Based on the fact that the polarized beam is composed of L-photon and D-photon, the expressions of the radiation trapping forces and torques of spherical particle exerted by polarized Gaussian beam are obtained in the framework of the generalized Lorenz-Mie theory. The reasons of the two different rotations of particles driven by circularly polarized Gaussian beam are analyzed and explained in combination with the quantum properties of photon. Then numerical simulations are performed for the two kinds of torques acted on the particles by polarized Gaussian beam, and the effects on the torques and optically driven rotations of the radius, relative refractive index, absorbing coefficient of the particle and waist radius of the beam are discussed.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:60771039)和内蒙古工业大学科研基金(批准号:X200721)资助的课题.
    [1]

    Ashkin A 1970 Phys. Rev. Lett. 24 156

    [2]

    Ashkin A 1992 J.Biophys. 61 569

    [3]

    Gouesbet G, Maheu B, Gréhan G 1988 J. Opt. Soc. Am. A 5 1427

    [4]

    Martinot-Lagarde G, Pouligny B, Angelova M I, Gréhan G, Gouesbet G 1995 Pure Appl. Opt. 4 571

    [5]

    Barton J P, Alexander D R, Schaub S A 1989 J. Appl. Phys. 66 4594

    [6]

    Polaert H, Gréhan G, Gouesbet G 1998 Opt. Commun. 155 169

    [7]

    Bayoudh S, Nieminen T A, Heckenberg N R 2003 J. Mod. Opt. 50 1581

    [8]

    Garab G, Galajda P, Pomozi I, Finzi L, Praznovszky T, Ormos P, van Amerongen H 2005 Eur. Biophys. J. 34 335

    [9]

    Nieminen T A, Asavei T, Loke V L Y, Heckenberg N R, Rubinsztein-Dunlop H 2009 J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 110 1472

    [10]

    Gao M W, Gao C Q, He X Y, Li J Z, Wei G H 2004 Acta Phys. Sin. 53 413 (in Chinese ) [高明伟、高春清、何晓燕、李 家泽、魏光辉 2004 53 413] 〖11] Sun Y F, Li Y M, Lou L R 2005 Chin. J. Lasers 32 315 (in Chinese ) [孙玉芬、李银妹、楼立人 2005 中国激光 32 315]

    [11]

    Lei M, Yao B L 2007 Acta Photonica Sin. 36 816 (in Chinese ) [雷 铭、姚保利 2007 光子学报 36 816]

    [12]

    Han Y P, Du Y G, Zhang H Y 2006 Acta Phys. Sin. 55 4557 (in Chinese ) [韩一平、杜云刚、张华永 2006 55 4557]

    [13]

    Han G X, Han Y P 2009 Acta Phys. Sin. 58 6167 (in Chinese) [韩国霞、韩一平 2009 58 6167]

    [14]

    Yao Z X, Pan B L, Chen G, Zhong J W 2006 Acta Phys. Sin. 55 2158 (in Chinese ) [姚志欣、潘佰良、陈 钢、钟建伟 2006 55 2158]

    [15]

    Zhao K H, Luo W Y 2001 Quantum Physics (Beijing: Higher Education Press) p41 (in Chinese) [赵凯华、罗蔚茵 2001 量子物理(北京: 高等教育出版社) 第41页]

    [16]

    Gauthier R C, Ashman M 1998 Appl. Opt. 37 6421

    [17]

    Chang S, Lee S S 1985 J. Opt. Soc. Am. B 2 1853

  • [1]

    Ashkin A 1970 Phys. Rev. Lett. 24 156

    [2]

    Ashkin A 1992 J.Biophys. 61 569

    [3]

    Gouesbet G, Maheu B, Gréhan G 1988 J. Opt. Soc. Am. A 5 1427

    [4]

    Martinot-Lagarde G, Pouligny B, Angelova M I, Gréhan G, Gouesbet G 1995 Pure Appl. Opt. 4 571

    [5]

    Barton J P, Alexander D R, Schaub S A 1989 J. Appl. Phys. 66 4594

    [6]

    Polaert H, Gréhan G, Gouesbet G 1998 Opt. Commun. 155 169

    [7]

    Bayoudh S, Nieminen T A, Heckenberg N R 2003 J. Mod. Opt. 50 1581

    [8]

    Garab G, Galajda P, Pomozi I, Finzi L, Praznovszky T, Ormos P, van Amerongen H 2005 Eur. Biophys. J. 34 335

    [9]

    Nieminen T A, Asavei T, Loke V L Y, Heckenberg N R, Rubinsztein-Dunlop H 2009 J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 110 1472

    [10]

    Gao M W, Gao C Q, He X Y, Li J Z, Wei G H 2004 Acta Phys. Sin. 53 413 (in Chinese ) [高明伟、高春清、何晓燕、李 家泽、魏光辉 2004 53 413] 〖11] Sun Y F, Li Y M, Lou L R 2005 Chin. J. Lasers 32 315 (in Chinese ) [孙玉芬、李银妹、楼立人 2005 中国激光 32 315]

    [11]

    Lei M, Yao B L 2007 Acta Photonica Sin. 36 816 (in Chinese ) [雷 铭、姚保利 2007 光子学报 36 816]

    [12]

    Han Y P, Du Y G, Zhang H Y 2006 Acta Phys. Sin. 55 4557 (in Chinese ) [韩一平、杜云刚、张华永 2006 55 4557]

    [13]

    Han G X, Han Y P 2009 Acta Phys. Sin. 58 6167 (in Chinese) [韩国霞、韩一平 2009 58 6167]

    [14]

    Yao Z X, Pan B L, Chen G, Zhong J W 2006 Acta Phys. Sin. 55 2158 (in Chinese ) [姚志欣、潘佰良、陈 钢、钟建伟 2006 55 2158]

    [15]

    Zhao K H, Luo W Y 2001 Quantum Physics (Beijing: Higher Education Press) p41 (in Chinese) [赵凯华、罗蔚茵 2001 量子物理(北京: 高等教育出版社) 第41页]

    [16]

    Gauthier R C, Ashman M 1998 Appl. Opt. 37 6421

    [17]

    Chang S, Lee S S 1985 J. Opt. Soc. Am. B 2 1853

  • [1] 赵珂楠, 李晟, 芦增星, 劳斌, 郑轩, 李润伟, 汪志明. SrRuO3薄膜中自旋轨道力矩效率和磁矩翻转的晶向调控.  , 2024, 73(11): 117701. doi: 10.7498/aps.73.20240367
    [2] 熊宜浓, 吴闯文, 任传童, 孟德全, 陈是位, 梁世恒. 基于二维磁性材料的自旋轨道力矩研究进展.  , 2024, 73(1): 017502. doi: 10.7498/aps.73.20231244
    [3] 陈雨晨, 张海刚, 张明辉, 杨士莪. 三维亚音速运动介质中的高斯波束追踪.  , 2023, 72(12): 124301. doi: 10.7498/aps.72.20221691
    [4] 郭晓庆, 王强, 薛海斌. 类场矩诱导的可调零场自旋转移力矩纳米振荡器.  , 2023, 72(16): 167501. doi: 10.7498/aps.72.20230628
    [5] 郭肖晋, 马树青, 张理论, 蓝强, 黄创霞. 水声射线传播的黎曼几何建模·基础理论.  , 2023, 72(4): 044302. doi: 10.7498/aps.72.20221451
    [6] 杨志刚, 吴婷婷, 刘金明. 基于低Q腔光子Faraday旋转的远程态制备.  , 2016, 65(2): 020302. doi: 10.7498/aps.65.020302
    [7] 崔春艳, 胡新宁, 程军胜, 王晖, 王秋良. 超导磁悬浮支承系统干扰力矩及漂移误差分析.  , 2015, 64(1): 018403. doi: 10.7498/aps.64.018403
    [8] 张显斌, 施 卫. 基于可调谐准高斯波束太赫兹源的成像系统研究.  , 2008, 57(8): 4984-4990. doi: 10.7498/aps.57.4984
    [9] 李海英, 吴振森. 二维高斯波束对多层球粒子电磁散射的解析解.  , 2008, 57(2): 833-838. doi: 10.7498/aps.57.833
    [10] 王 平, 李芳昱, 何晓宇. 电磁场中光子-轴子的转化微分截面.  , 2008, 57(9): 5442-5447. doi: 10.7498/aps.57.5442
    [11] 王运华, 张彦敏, 郭立新. 平面上方二维介质目标对高斯波束的电磁散射研究.  , 2008, 57(9): 5529-5536. doi: 10.7498/aps.57.5529
    [12] 王运华, 郭立新, 吴振森. 平行柱体对平面波/高斯波束电磁散射.  , 2007, 56(1): 186-194. doi: 10.7498/aps.56.186
    [13] 姚志欣, 钟建伟, 毛邦宁, 陈 钢, 潘佰良. 双孔干涉效应的量子描述.  , 2007, 56(6): 3185-3191. doi: 10.7498/aps.56.3185
    [14] 韩一平, 杜云刚, 张华永. 高斯波束对双层粒子的辐射俘获力.  , 2006, 55(9): 4557-4562. doi: 10.7498/aps.55.4557
    [15] 白 璐, 吴振森, 陈 辉, 郭立新. 高斯波束入射下串粒子的散射问题.  , 2005, 54(5): 2025-2029. doi: 10.7498/aps.54.2025
    [16] 吴 鹏, 韩一平, 刘德芳. 大粒子对高斯波束散射的数值模拟.  , 2005, 54(6): 2676-2679. doi: 10.7498/aps.54.2676
    [17] 唐志列, 林理忠. 双光子光声效应理论.  , 1994, 43(2): 211-218. doi: 10.7498/aps.43.211
    [18] 甘子钊, 杨国桢, 冯克安, 黄锡毅. 多原子分子在强红外激光场作用下的多光子光致离解理论.  , 1978, 27(6): 664-680. doi: 10.7498/aps.27.664
    [19] 谭福培. 电、磁场作用于扁球边界面上的力矩.  , 1964, 20(5): 429-435. doi: 10.7498/aps.20.429
    [20] 黄择言. 弹性圆薄板在均布边缘力矩作用下的弯曲.  , 1956, 12(6): 597-606. doi: 10.7498/aps.12.597
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出版历程
  • 刊出日期:  2011-01-05

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