艾里光束对微小颗粒的捕获和输运研究

采用瑞利近似方法,数值模拟了纳米尺度的电介质粒子在一维艾里(Airy)光束作用下的光学散射力、梯度力,分析了小球所受的光学散射力和梯度力与小球半径、折射率的关系。同时,还数值模拟了小球在艾里光束中的运动轨迹,讨论了小球半径、折射率以及环境粘滞系数对小球轨迹的影响。结果表明光学散射力和梯度力随着小球半径和折射率的增大而增大。小球在光学梯度力的作用下,被牵引到光强极大值处,沿着抛物线做振荡运动,并最终收敛于抛物线型结构。小球的半径、折射率越小,以及环境的粘滞系数越大,小球轨迹的振荡越弱,收敛速度越快。