研究了典型粒子,如多层非共焦椭球粒子、柱形粒子、偏心球粒子、双球粒子等,在任意入射高斯波束中的势阱场分布,提出了一种处理非共焦椭球边界条件的方法;分析了波束对粒子的辐射力及辐射力矩,讨论了粒子参数、波束参数及入射方向等因素对粒子辐射力及力矩的影响;针对双高斯波束入射,推导了双波束散射方程,分析了双波束势阱中双球粒子的结合力;给出了典型粒子在双波束中的势阱场分布,以及双波束对粒子的捕获力和力矩;分析了粒子在园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,数值模拟并讨论了粒子的旋转特性;搭建了实验室光镊系统,通过实验实现了激光束对粒子的捕获,实验结果与理论计算吻合良好。
英文主题词Generalized Lorenz-Mie theory (GLMT);Trap distribition;Optical tweezers;Radiation force;Radiation torque