Расчет момента силы, действующей со стороны цилиндрического гауссова пучка на цилиндрическую микрочастицу
Налимов А.Г.
, Котляр В.В.

Институт систем обработки изображений РАН, Самара, Россия,
Самарский государственный аэрокосмический университет им. С.П. Королева, Самара, Россия

Аннотация:
Численно исследована зависимость от угла и смещения углового орбитального момента силы, действующей со стороны цилиндрического непараксиального Гауссова пучка на цилиндрическую микрочастицу с комплексным показателем преломления. Показано, что момент силы, действующий на поглощающую частицу с эллиптическим сечением относительно центра частицы, расположенную по центру перетяжки Гауссова пучка намного меньше момента, действующего на не поглощающую частицу при тех же параметрах, а поглощающая частица с круглым сечением вращается, если ее центр смещен с оптической оси.

Литература:

  1. Ashkin A., Dziedzic J.M. Science. – 1987. – Vol. 235. –P. 1517.
  2. O’Neil A.T., Padgett M.J. Three-dimensional optical confine-ment of micron-sized metal particles and the decoupling of the spin and orbital angular momentum with an optical spanner // Opt. Commun. 2000. – Vol. 185. – P. 139–143.
  3. Friese M.E.J., Nieminen T.A., Heckenberg N.R., and Ru-binsztein-Dunlop H. Optical torque controlled by elliptical po-larization // Opt. Lett. 1998. – Vol. 23. – P. 1–3.
  4. Bayoudh S., Nieminen T.A., Heckenberg N.R., and Ru-binsztein-Dunlop H. Orientation of biological cells using plane-polarized Gaussian beam optical tweezers // J. Mod. Opt. 2003. – Vol. 50. – P. 1581–1590.
  5. Rockstuhl C., Herzig H.P. Calculation of the torque on dielec-tric elliptical cylinders // Opt. Soc. Am. A., 2005. –Vol. 22. – No. 1. – P. 109-116
  6. Nian J., Mengkun L., Jihao Z., Zhifang L. Radiation torque on a spherical birefringent particle in the long wave limit: analytical calculation // Opt. Express, 2005. – Vol. 13. – No. 14. – P. 5192-5204.
  7. Parkin S., Knoner G., Nieminen T.A., Heckenberg N.R., Ru-binsztein-Dunlop H. Measurement of the total optical angular momentum transfer in optical tweezers // Opt. Express, 2006. Vol. 14. – No. 15. – P. 6963-6970.
  8. Santamato E., Sasso A., Piccirillo B. and Vella A. Optical an-gular momentum transfer to transparent isotropic particles using laser beam carrying zero average angular moimentum // Opt. Express, 2002. – Vol. 10. – No. 17. – P. 871-878
  9. Galajda P. and Ormos P. Orientation of flat particles in optical tweezers by linearly polarized light // Opt. Express, 2003. – Vol. 11. – No. 5. – P. 446-451
  10. Mansuripur M. Radiation Pressure and the linear momentum of the electromagnetic field // Opt. Express, 2004. – Vol. 12. – No. 22. – P. 5375-5401.
  11. Loudon R., Barnett S.M. Theory of the radiation pressure on dielectric slabs, prisms, and single surfaces // Opt. Express, 2006. Vol. 14. – No. 24. – P. 11855-11869.
  12. Bonin K.D., Kourmanov B., Walker T.G. Light torque nano-contol, nanomotors nanorockers // Opt. Express, 2002. – Vol. 10. – No. 19. – P. 984-989.
  13. Dharmadhikari J.A., Roy S., Dharmadhikari A.K., Sharma S., Mathur D. Torque-generating malaria-infected red blood cells in an optical trap // Opt. Express, 2004. – Vol. 12. – No. 6. – P. 1179-1184.
  14. Скиданов Р.В., Хонина С.Н., Котляр В.В., Сойфер В.А. Экспериментальное исследование движения диэлектриче-ских шариков в световых пучках с угловыми гармониками высоких порядков // Компьютерная оптика, 2007. –В. 31. – N. 1. – С. 14-21
  15. Хонина С.Н., Котляр В.В., Сойфер В.А., Скиданов Р.В. Вращение микрочастиц в световых полях // Компьютерная оптика, 2005, вып. 28, С. 5-17
  16. Petersson L.E., Smith G.S. Three-dimensional electromagnetic diffraction of a Gaussian beam by a perfectly conducting half-plane // J. Opt. Soc. Am. A, 2002. –V. 19. – No.11. – P. 2265-2280.
  17. Котляр В.В., Скиданов Р.В., Налимов А.Г. Метод быстро-го расчета дифракции лазерного излучения на микрообъек-тах // Оптический журнал, 2005. – Т. 72. – № 5. – С. 55-61.

© 2009, ИСОИ РАН
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: ko@smr.ru ; тел: +7 (846 2) 332-56-22, факс: +7 (846 2) 332-56-20