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光热辅助金纳米颗粒的光学拉伸
摘要: 紧密聚焦激光束产生的光热能量与光学力的协同作用可用于改变金纳米颗粒的形状。本研究证明,这两种效应的结合能有效拉长金纳米颗粒(Au NPs),大幅调控其等离激元特性。激光的光热效应使Au NPs温度超过熔点,而光学力则使熔融态Au NPs发生形变。最终,Au NPs的形状会根据辐照功率、时间及基底表面能的不同,从纳米球转变为纳米棒或二聚体。通过高激光功率引发的毛细退润作用,该过程可逆——能使纳米棒重新变回纳米球。这种纳米结构的光诱导转变不仅为调控等离激元共振提供了简便方法,更揭示了光热能量与光学力协同作用于等离激元纳米颗粒的机理。
关键词: 棒状体、薄膜、二聚体、光学力、等离子体激元
更新于2025-09-23 15:21:21
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基于T矩阵形式体系的光学活性粒子的手性光学镊子
摘要: 采用T矩阵形式体系对光学镊子进行建模,对于精确高效计算光力及其与实验对比具有关键意义。本文将该形式体系拓展至手性光力学与手性光镊的建模领域,其中利用手性光实现对旋光性粒子的光学操控与捕获。我们首先运用Bohren分解法处理手性光在旋光性粒子上的散射问题,由此解析证明所有观测量(截面、不对称参数)均可分解为螺旋度依赖与非依赖部分,并以内部含铜包不锈钢螺旋结构的复合树脂粒子为实例进行研究。随后将该手性T矩阵框架应用于光学镊子场景——通过紧聚焦手性场捕获旋光性球形粒子,计算光学捕获刚度的手性特征及其尺寸标度规律,并将计算延伸至具有天体物理意义的手性纳米线与团簇结构。该通用光散射框架为模拟含旋光性氨基酸与碳水化合物的生物材料所受光力开辟了新途径。
关键词: 手性光、T矩阵形式体系、光学力、旋光性粒子、手性光学镊子
更新于2025-09-23 03:07:37
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通过波导模式实现自陷纳米粒子结合
摘要: 本文研究了一种基于纳米粒子链与波导模式耦合的稳定光力系统。在平面波激励下,纳米粒子通过横向束缚效应沿波导轴向形成稳定的自组织周期性阵列。研究表明,由于纳米粒子间的长程相互作用,链中每个粒子的束缚势能随系统尺寸线性增长,这使得长链结构的形成更具优势。针对光学纳米光纤平台,我们发现两个纳米粒子间的结合能范围为9÷13 kT,当链长增至20个纳米粒子时,该值可达110 kT。此外,我们还提出了一种双反向平面波激励的几何构型,该方案能将纳米粒子束缚在光学纳米光纤附近,从而实现纳米粒子与光纤的高效相互作用。
关键词: 一维相互作用、纳米纤维、光学束缚、自组装、光学力
更新于2025-09-12 10:27:22
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光场与原子间光学力实现的激光冷却研究
摘要: 分析了双能级原子系统四波混频中的相互作用力,得到了新的速率方程和光力公式。通过MATLAB软件进行仿真分析,获得了冲量曲线。该冲量随探测波失谐量的增加而增大,随后趋于饱和。当拉比频率取特定值时,冲量可获得相对最大值,且该相对最大值随拉比频率的增加而增大。同时研究了最大值与拉比频率及探测波失谐量参数之间的关系。当探测波失谐量为零且拉比频率为零时,冲量出现最小值,此时冲量无显著最大值,其值无限接近0.02,可达到的最低温度为248微开尔文。此外,T2/T1比值对冲击量也有显著影响。
关键词: 四波混频、激光冷却、光学力、二能级系统
更新于2025-09-11 14:15:04
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硅基纳米光机械装置的光力近似显式表达式及拉入不稳定性
摘要: 由光力驱动的纳米光机械系统可实现诸多重要的科学和技术应用。这类系统易受表面应力和卡西米尔力的影响,因此计算光力对这些先进器件的可靠应用至关重要。本文通过有效折射率推导出波导与基底间光力的近似显式表达式,研究了表面应力和卡西米尔力对光力驱动硅基纳米光机械器件吸合失稳的影响。研究发现:若忽略表面应力效应,将高估器件安全制备的最大尺寸;表面应力会降低临界光功率,且对细长波导的影响更为显著。
关键词: 表面应力、拉入不稳定性、卡西米尔力、光学力、纳米光机械器件
更新于2025-09-09 09:28:46
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[IEEE NAECON 2018 - 美国电气和电子工程师协会国家航空航天与电子会议 - 美国俄亥俄州代顿市 (2018年7月23日-2018年7月26日)] NAECON 2018 - IEEE国家航空航天与电子会议 - 不可能的艺术:利用光对介电微球进行分选
摘要: 利用共振光力开启了一种独特的大规模微球谐振器分选方法,其精度可达1/Q量级(Q为谐振品质因数)?;诙P脱芯勘砻?,通过让球形颗粒穿越聚焦光束即可实现分选。当颗粒与回音壁模式(WGM)发生谐振时,会沿激光束方向获得显著速度,从而能够对回音壁模式谐振位置几乎相同的介质微球进行分选。这项技术为开发超低损耗耦合腔结构及器件提供了关键支撑。
关键词: 光学耦合、光学力、微球、回音壁模式、光子分子
更新于2025-09-09 09:28:46