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電子與信息工程學(xué)院汪國(guó)平教授團(tuán)隊(duì)發(fā)表關(guān)于光學(xué)表面波牽引技術(shù)的理論研究

來(lái)源:電子與信息工程學(xué)院 發(fā)布時(shí)間:2024-09-11 08:56 點(diǎn)擊數(shù): Views

近日,深圳大學(xué)電子與信息工程學(xué)院汪國(guó)平教授團(tuán)隊(duì)在Nature Communications發(fā)表了一篇題為“Morphology-independent general-purpose optical surface tractor beam”的學(xué)術(shù)論文。該論文的第一作者為深圳大學(xué)副教授汪能,汪國(guó)平教授與南方科技大學(xué)副教授吳紫輝共同擔(dān)任通訊作者。研究團(tuán)隊(duì)在論文中構(gòu)建了一套基于表面波光學(xué)力的通用理論,并據(jù)此提出了一種形態(tài)無(wú)關(guān)的表面牽引光束技術(shù),能夠在原理上實(shí)現(xiàn)對(duì)任意粒子的光學(xué)牽引。

光學(xué)牽引束能夠向后拉動(dòng)粒子,已引起了顯著且日益增長(zhǎng)的關(guān)注。傳統(tǒng)的光學(xué)牽引束僅限于具有小的正向波矢量的自由空間束,使其能夠拉動(dòng)特定粒子。本文中,我們通過(guò)解析和數(shù)值計(jì)算,提出了表面波所施加的光學(xué)力的完整理論,揭示了規(guī)范動(dòng)量與光學(xué)力之間的關(guān)系?;谠摾碚?,我們展示了一種通用的光學(xué)表面牽引束,它能夠拉動(dòng)任何被動(dòng)粒子,無(wú)論其大小、成分或幾何形狀。該牽引束利用了具有單一明確負(fù)Bloch k矢量的負(fù)規(guī)范動(dòng)量表面波。牽引束依賴于一種機(jī)制,即負(fù)入射力始終超過(guò)反沖力。因此,當(dāng)牽引束在雙負(fù)折射率超材料表面激發(fā)時(shí),它能夠拉動(dòng)不同形態(tài)的粒子。

圖1.基于表面牽引光束的實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和作用在不同微粒和團(tuán)簇上的光力

該論文得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目(2022YFA1404500)、國(guó)家自然科學(xué)基金(12074267、12174263、12074169)以及廣東省人才引進(jìn)計(jì)劃項(xiàng)目(2021QN02C103)的支持。

論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-024-51100-7

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