光镊中光势阱的研究

本项目主要研究光镊系统中单层和多层粒子在会聚激光波束中光势阱的精确分析方法。当入射激光束的波长和粒子的尺寸在同一量级时，波束对粒子照射的非均匀性必须予以考虑。项目基于广义米理论，研究会聚激光波束的矢量波函数展开和光学势阱场的计算方法。分析会聚波束中，微粒以及多层微粒的光学势阱场分布、势阱力等特性。研究粒子被稳定束缚于阱势的条件，以及微粒的尺寸、折射率、位置和波束功率、极化特性等因素对光学势阱力的影响。通过光镊实验，分析和测量粒子所受的势阱力，实验测量与理论分析相结合，建立光镊中聚焦波束对微粒的势阱场、捕获力的精确分析模型，提高光镊系统测量精度。研究成果不仅适用于微粒尺寸与入射波长接近的情况，而且可扩展到射线光学和瑞利近似理论所涉及的尺寸范围，具有更广泛的应用价值。本项目的研究对生命科学、医学、材料科学、物理学、化学及纳米技术等领域有着重要的意义。