УДК: 617.7 535.8

Оптический захват и манипулирование светопоглощающими частицами с помощью лазерного пучка Эрмита-Гаусса

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Порфирьев А.П., Скиданов Р.В. Оптический захват и манипулирование светопоглощающими частицами с помощью лазерного пучка Эрмита-Гаусса // Оптический журнал. 2015. Т. 82. № 9. С. 16–21.

Porfiriev A.P., Skidanov R.V. Optical trapping and manipulation of light-absorbing particles by means of a Hermite–Gaussian laser beam [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2015. V. 82. № 9. P. 16–21.

Ссылка на англоязычную версию:

A. P. Porfirev and R. V. Skidanov, "Optical trapping and manipulation of light-absorbing particles by means of a Hermite–Gaussian laser beam," Journal of Optical Technology. 82(9), 587-591 (2015). https://doi.org/10.1364/JOT.82.000587

Аннотация:

Описан одновременный оптический захват и перемещение нескольких несферических светопоглощающих микрочастиц в воздухе с помощью сфокусированного лазерного пучка Эрмита–Гаусса (лазерная мода TEM10, длина волны излучения 457 нм). Осуществлено трехмерное перемещение агломераций углеродных наночастиц на расстояния миллиметрового масштаба. Структура используемого пучка Эрмита–Гаусса позволила провести одновременное перемещение микрочастиц по двум параллельным траекториям в пространстве.

Ключевые слова:

оптическое манипулирование, оптический захват, пучки Эрмита–Гаусса, светопоглощающие частицы, агломерации наночастиц, фотофорезис

Благодарность:

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант 14-19-00114).

Коды OCIS: 350.4855

Список источников:

1. Ashkin A. Acceleration and trapping of particles by radiation pressure // Phys. Rev. Lett. 1970. V. 24. № 4. P. 156–159.
2. Grier D.G. A revolution in optical manipulation // Nature. 2003. V. 424. P. 810–816.
3. Скиданов Р.В., Порфирьев А.П. Формирование массива полых пучков для осаждения и позиционирования микрочастиц // Компьютерная оптика. 2012. Т. 36. № 3. С. 387–394.
4. Li Y., Hu Y.-J. Optical manipulation of gold nanoparticles using an optical nanofiber // Chin. Phys. B. 2013. V. 22. № 3. P. 034206.
5. Dholakia K., Reece P., Gu M. Optical manipulation // Chem. Soc. Rev. 2007. V. 37. № 1. P. 42–55.
6. Rykov M.A., Skidanov R.V. Modifying the laser beam intensity distribution for obtaining improved strength characteristics of an optical trap // Appl. Opt. 2014. V. 53. № 2. P. 156–164.
7. Isenhower L., Williams W., Dally A., Saffman M. Atom trapping in an interferometrically generated bottle beam trap // Opt. Lett. 2009. V. 34. № 8. P. 1159–1161.
8. Shvedov V.G., Desyatnikov A.S., Rode A.V., Krolikowski W., Kivshar Yu.S. Optical guiding of absorbing nanoclusters in air // Opt. Exp. 2009. V. 17. № 7. P. 5743–5757.
9. Shvedov V.G., Desyatnikov A.S., Rode A.V., Izdebskaya Y.V., Krolikowski W., Kivshar Yu.S. Optical vortex beams for trapping and transport of particles in air // Appl. Phys. A. 2010. V. 100. № 2. P. 327–331.
10. Singh G., Slifka A., Rice P., Lauria D., Mahajan R.L. Optical trapping in air of an individual nanotube-sphere device // Appl. Phys. Exp. 2012. V. 5. P. 095001.
11. Porfirev A.P., Skidanov R.V. Generation of an array of optical bottle beams using a superposition of Bessel beams // Appl. Opt. 2013. V. 52. № 25. P. 6230–6238.
12. Cojoc D., Garbin V., Ferrari E., Businaro L., Romanato F., Di Fabrizio E. Laser trapping and micro-manipulation using optical vortices // Microelectronic Engineering. 2005. V. 78–79. № 1–4. P. 125–131.
13. Ashkin A., Dziedzic J.M., Bjorkholm J.E., Chu S. Observation of a single-beam gradient force optical trap for dielectric particles // Opt. Lett. 1986. V. 11. № 5. P. 288–290.
14. Lewittes M., Arnold S., Oster G. Radiometric levitation of micron sized spheres // Appl. Phys. Lett. 1982. V. 40. № 6. P. 455–457.
15. Arlt J., Padgett M.J. Generation of a beam with a dark focus surrounded by regions of higher intensity: the optical bottle beam // Opt. Lett. 2000. V. 25. № 4. P. 191–193.
16. Eckerskorn N., Li L., Kirian R.A., Kupper J., DePonte D.P., Krolikowski W., Lee W.M., Chapman H.N., Rode A.V. Hollow Bessel-like beam as an optical guide for a stream of microscopic particles // Opt. Exp. 2013. V. 21. № 25. P. 30492–30499.
17. Porfirev A.P., Skidanov R.V. Generation of hollow optical beams for optical manipulation // Proc. SPIE. 2014. V. 9164. P. 91643A.
18. Zhang Z., Cannan D., Liu J., Zhang P., Christodoulides D.N., Chen Z. Observation of trapping and transporting airborne absorbing particles with a single optical beam // Opt. Exp. 2012. V. 20. № 15. P. 16212–16217.
19. Steinbach J., Blum J., Krause M. Development of an optical trap for microparticle clouds in dilute gases // Eur. Phys. J. E. 2004. V. 15. № 3. P. 287–291.
20. Keith D.W. Photophoretic levitation of engineered aerosols for geoengineering // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2010. V. 107. № 38. P. 16428–16431.