导读:本文包含了光阱力论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:时域,光束,差分,光学,探针,数值,光纤。
光阱力论文文献综述
张书赫[1]（2019）在《光线追迹在光束设计、光阱力和细胞成像中的应用》一文中研究指出新型光束的构建以及光束的传输性质是光学领域的重要基础。传统波动光学的研究手段难以根据实际需求直观地、有目的性地设计结构光束与表征光束的传输。本文的研究工作从现代几何光学着手,结合光线追迹方法与波动光学理论,展示了几何光学的叁类应用:光束设计,光阱力的计算分析以及光学成像模拟。本文的研究内容包括:(一)系统梳理了现代几何光学的发展与基本原理。介绍了“光线管道模型”以及“柔性单元稳定聚集模型”两类运用广泛的几何光学模型。进一步研究了这两类模型在构建光场中的基本应用。(二)本文使用光线统一了基模高斯光束在傍轴与非傍轴传输的表征方法。基模高斯光束是激光领域最基础也是运用最广泛的光束。其非傍轴传输吸引了众多学者的研究。本文提出的几何光学模型能够简单、直观且精确地表征基模高斯光束这类重要光束的非傍轴传输。解决了传统波动光学表征非傍轴基模高斯光束的复杂问题。(叁)使用SAFE方法直观地表征了包括无衍射、自加速和自聚焦光束,并解释了它们的传输特性。不同于波动光学理论,本文提出运用几何光学理论能够有目的性地设计光束焦散线形状,以及利用光线庞加莱球法构建了复杂结构光束。解决了传统波动光学无法根据需求,直观地设计光束的问题。(四)空间光线折射反射后的矢量追踪是光线追迹的核心步骤。本文提出四元数法追踪空间光线,简化传统矩阵旋转法的繁琐计算工作。并扩展光线追踪至叁维椭球物体上,提高了光线追踪的适用性与正确性。为光阱力和成像模拟奠定了基础。(五)以聚焦高斯光束和Airy光束为例,结合几何光学与光线追迹模拟微粒受到的光阱力,并取得了与实验吻合的模拟结果。使光束设计与光阱力分析统一在现代几何光学框架下,为实验提供行之有效的理论指导。(六)以几何光学光线追踪模拟微球差分成像实现,模拟结果与实验拍摄结果吻合良好,为进一步实验设计提供理论指导作用。本论文围绕新型光束表征、光阱力模拟和显微成像方面,运用光线追迹的方法开展系列研究。本文从几何光学的角度系统阐述了如何运用光线表征新型光束和非傍轴光束传输,为新型光束设计和光束传输的表征提供了新思路。运用光线追迹,分析了Airy光束和非球形微粒的光阱力,拓展了光阱力模拟的适应范围。此外运用光线追迹,分析了显微成像与照明之间的关系,对显微成像方案设计提供了新思路。本论文所研究的相关成果,在光束表征、光镊在生物医学应用和显微成像都具有应用价值。希望本论文的工作可以为相关领域的研究提供一定的借鉴作用。(本文来源于《安徽医科大学》期刊2019-05-20）
葛崇琳,宋来亮,冉龙俊,张晞[2]（2018）在《基于T矩阵的光压加速度计的光阱力研究》一文中研究指出光压加速度计作为新型悬浮类加速度计,对惯性微球所受光阱力的理论研究提出了更高的要求。对单轴双光束光压加速度计的工作原理进行了分析,并采用T矩阵方法对光压加速度计中的惯性微球在任意一轴所受到的光阱力进行数值模拟,比较了在不同主要参数下的光阱力捕获效率的差异,最后对光压加速度计的灵敏度进行了优化分析,得出了10-7 g/μm加速度的测量灵敏度。理论分析和模拟计算表明,T矩阵的方法可以实现快速和较为精确的光阱力的仿真与计算;同时,基于单轴双光束的光压加速度计方案可以得到较高的测量精度。(本文来源于《半导体光电》期刊2018年01期）
宗兆玉[3]（2015）在《涡旋光阱中微粒所受的轴向光阱力及力矩研究》一文中研究指出光镊是应用高数值孔径的显微物镜会聚光束形成的叁维光学势阱来俘获、操控微纳米粒子的技术。传统的光镊技术一般采用基模高斯光束作为光源,随着研究的深入,科研人员发现一些特殊的光束也可以应用到光镊技术中。特殊光束光镊可以改善系统的性能指标,并可以实现新奇的操控目标。研究涡旋光场中中间尺度的球体微粒和圆柱体微粒的光阱力信息和俘获行为则为特殊光镊系统的优化设计以及微纳米电子器件的实用化提供理论指导。本论文系统地研究了拉盖尔-高斯涡旋光阱中粒子的动力学信息。基于数值工具仿真模拟了涡旋光束的叁维螺旋状相位结构以及环形光强分布,研究了不同模式的拉盖尔-高斯涡旋光束的横向光强特性。设计出涡旋光束的相位信息图,并利用空间光调制器在实验上调制出不同拓扑荷值的涡旋光束。研究了涡旋光阱中各向同性的球体微粒的轴向俘获效率。引入传输矩阵算法,基于广义洛仑兹米氏理论将激光光束展开为矢量球面波函数,给出球形对称微粒的传输矩阵并计算不同参数对微粒的轴向俘获效率的影响。结果表明,相同条件下,入射波长越短、束腰半径越小的拓扑荷值为1的涡旋光束所形成的势阱最深。研究了中间尺度的圆柱体微粒在涡旋光阱中的俘获行为。利用扩展边界条件法给出圆柱体微粒的传输矩阵,并基于传输矩阵算法研究了圆柱体微粒在涡旋光阱的光力矩效率。研究结果表明:高长径比的圆柱体微粒在LG01光阱中趋向于沿光轴取向,光束的拓扑荷值、束腰半径以及偏振状态都会影响到微粒的光力矩效率。在获知了圆柱体微粒在光阱中的取向后,进而研究了圆柱体微粒的轴向俘获效率。结果表明:相同条件下,LG01光阱对圆柱体微粒的俘获能力优于基模高斯光阱,由右旋圆偏振LG01光束形成的光阱深度高于其他偏振态。构建了对向传输双涡旋光阱,分析了圆柱体微粒在双涡旋光阱中的扭转以及各相关因素对圆柱体微粒的轴向俘获效率的影响。研究发现,相同条件下,圆柱体微粒在双涡旋光阱和单光束光阱中的扭转行为一致。双涡旋光阱关于中心对称,当两束光不相干时,该光阱对微粒的总轴向俘获效率相当于沿+z方向的轴向俘获效率与沿-z方向的轴向俘获效率的线性迭加;当两束光满足相干条件时,光阱将产生部分振荡。对向传输双光阱不仅可以俘获高折射率的圆柱体微粒,也可以在大束腰半径下夹持住微粒。焦点重合的对向双光束形成的光学势阱最深,焦点的偏离将降低光阱深度。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2015-06-01）
李宏,李睿,潘石,张毅[4]（2014）在《时域有限差分法利用聚焦光脉冲模拟介质球微粒所受单频光阱力》一文中研究指出用叁维时域有限差分法对光镊装置中介质球微粒所受光阱力情况进行模拟。根据Richards-Wolf矢量场衍射积分公式对消球差会聚透镜像空间中电磁场分布的表示,在总场空间中实现了对聚焦光脉冲的模拟。聚焦光脉冲与介质球微粒的相互作用,通过离散傅里叶变换提取出单频成分,利用计算光阱力的麦克斯韦应力张量公式,计算单频激光对介质球的光阱力。聚焦光脉冲的引入可以使一次计算得到多个频率下的计算结果。对相同的聚焦装置下介质球受不同频率入射光的光阱力情况进行了计算。计算结果表明使用线偏振光作光源时,大数值孔径聚焦透镜和短入射波长有利于介质球的横向操纵;沿光轴方向对介质球进行纵向操纵,需要大数值孔径的物镜和与之相适应的入射波长。(本文来源于《光学学报》期刊2014年12期）
熊威,肖光宗,韩翔,张尧楷,黄云[5]（2014）在《光纤光阱力计算的近似条件及误差分析》一文中研究指出光纤光镊技术利用光纤出射的光束捕获和操控粒子,其飞速发展对光阱力的理论研究提出了更高的要求。采用射线光学模型对光纤光阱中的米氏微球所受到的光阱力进行数值模拟,讨论了光阱力计算中可采用的近似条件及其应用范围,比较了在近似条件下与直接计算情况下结果的差异,分析了微球与光纤端面之间的距离对近似计算的影响。理论分析和模拟计算表明,当微球与光纤端面之间的距离大于临界值时,可对计算模型中光束在微球表面的入射角、入射点的方位角等角度参量作近似处理,该结论为简化光纤光阱力计算提供了理论依据。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2014年08期）
纪丹红[6]（2012）在《光镊的光阱力测量及光镊与介电电泳的结合研究》一文中研究指出随着激光技术的发展与成熟,基于激光力学效应的光镊技术逐渐走入了科学家的视野。自1970年Ashkin发明以来,它被广泛应用于物理、生物、化学等自然科学领域。简单来说,光镊即光学镊子,它的本质是一种光学势阱。光镊本身可以产生亚皮牛、皮牛量级的力,通常用来对微粒进行捕捉、移动和操纵等。本文从光镊的研究背景出发,对光镊的现状及研究进展进行了比较详尽的介绍,阐述了光镊的基本原理及光镊的常规设备；介绍了几种不同种类的光镊的应用以及研究进展,重点是测算并讨论了用光镊捕获酵母菌光阱力的大小。全文分五章介绍光镊技术的发展：第一章介绍了光镊的的发展历史及原理；第二章介绍了光镊的设备原理及结构,并讨论设备的优缺点；第叁章我们用光镊进行捕获酵母菌实验；第四章我们分别介绍了测量阱力的4种实验方法以及叁种理论数值模拟方法；第五章我们介绍了微操作领域的又一项前沿技术介电泳力技术,并将其与光镊技术相结合测算了光阱力的大小并分析研究其结果,给出结论。(本文来源于《大连理工大学》期刊2012-05-10）
李东华,蒲继雄,王喜庆[7]（2011）在《初级球差对径向偏振光轴向光阱力的影响》一文中研究指出根据里查德沃耳夫矢量积分理论,研究了在径向偏振光经大数值孔径聚焦下,透镜球差对瑞利粒子轴向光阱力的影响。通过数值计算得到了轴向光阱力随球差系数变化的分布。研究结果表明,球差系数的存在,不仅改变了光阱力的数值大小,也影响了对粒子束缚的有效作用区域,还导致光阱中心位置发生偏移。而且正负球差系数对光阱力的影响并不总是对称的,正球差系数使得梯度力的0点位置往z轴正向偏移,负球差系数使得梯度力的0点位置往z轴负向偏移。在不同的数值孔径、粒子半径以及孔径与光腰的比值下,球差对光阱力的影响程度也不同。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2011年07期）
胡耿军,李静,龙潜,陶陶,张恭轩[8]（2011）在《时域有限差分法数值仿真单光镊中微球受到的光阱力》一文中研究指出本文采用叁维时域有限差分法(FDTD)和Maxwell应力张量法建立了单光镊在焦点附近俘获球形微粒的光阱力模型,采用基于球矢量波函数(VSWF)的五阶高斯光源作为仿真光源,得到了准确的光场传播.讨论了光源的波长、束腰、偏振态和微球的半径、折射率对光阱力的影响,分析了在单光镊俘获微球时,邻近微球对光阱力的影响.特别研究了光源的偏振态对微球所受光阱力的作用效果,仿真结果表明圆偏振光比线偏振光对微球的俘获力更大;被光镊稳定俘获的微球,会受到邻近微球干扰,失去平衡状态,改变光源的偏振态可以改变微球的受力状态.(本文来源于《物理学报》期刊2011年03期）
刘炳辉,杨立军,王扬,袁巨龙[9]（2011）在《光纤探针型近场光镊光阱力特性研究》一文中研究指出基于动量守恒原理,结合麦克斯韦应力张量和叁维时域有限差分方法,建立了近场空间内激光光镊对纳米微粒的光阱力计算模型.分析了光纤探针型近场光镊的近场分布以及操作纳米微粒时各轴向光阱力的分布情况,并探讨了光纤探针尖端的捕获尺寸、捕获位置和操作稳定性.结果表明:微粒应处于光纤探针针尖的近场空间内才可实现稳定可靠的纳米操作,不同尺寸的微粒具有不同的捕获效果,且随初始位置的不同微粒的捕获位置亦不同.计算结果为激光近场光镊纳米操作装置的设计和制造提供了理论基础.(本文来源于《光子学报》期刊2011年03期）
刘炳辉,杨立军,王扬,袁巨龙[10]（2011）在《近场光镊与AFM探针复合的光阱力分析》一文中研究指出本文针对纳米材料的纳米操作,提出了一种复合激光近场光镊与AFM探针进行纳米操作的方法,并基于动量守恒原理,采用叁维时域有限差分方法建立了该方案中激光近场对纳米微粒的作用力模型,分析了各轴向光阱力的分布情况,讨论了两探针间距离、针尖材料的电导率、入射平面光场的偏振方向、入射角和波长等参数对近场光阱力的影响。结果表明:位于耦合光场中特定位置的微粒可被捕获至固定位置,所需的捕获功率大大低于传统光镊所需的捕获功率;为实现稳定的纳米操作,光纤探针与AFM探针的距离应保持在孔径范围内,两探针的相互位置应保持成垂直关系,同时应选用短波长的捕获激光,并保持激光偏振方向与AFM探针轴线的匹配。本文设计的近场光镊与AFM探针相复合的纳米操作系统,能大大扩宽近场光镊和AFM系统在纳米操作上的应用范围。(本文来源于《光电工程》期刊2011年02期）
光阱力论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
光压加速度计作为新型悬浮类加速度计,对惯性微球所受光阱力的理论研究提出了更高的要求。对单轴双光束光压加速度计的工作原理进行了分析,并采用T矩阵方法对光压加速度计中的惯性微球在任意一轴所受到的光阱力进行数值模拟,比较了在不同主要参数下的光阱力捕获效率的差异,最后对光压加速度计的灵敏度进行了优化分析,得出了10-7 g/μm加速度的测量灵敏度。理论分析和模拟计算表明,T矩阵的方法可以实现快速和较为精确的光阱力的仿真与计算;同时,基于单轴双光束的光压加速度计方案可以得到较高的测量精度。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
光阱力论文参考文献
[1].张书赫.光线追迹在光束设计、光阱力和细胞成像中的应用[D].安徽医科大学.2019
[2].葛崇琳,宋来亮,冉龙俊,张晞.基于T矩阵的光压加速度计的光阱力研究[J].半导体光电.2018
[3].宗兆玉.涡旋光阱中微粒所受的轴向光阱力及力矩研究[D].哈尔滨工业大学.2015
[4].李宏,李睿,潘石,张毅.时域有限差分法利用聚焦光脉冲模拟介质球微粒所受单频光阱力[J].光学学报.2014
[5].熊威,肖光宗,韩翔,张尧楷,黄云.光纤光阱力计算的近似条件及误差分析[J].激光与光电子学进展.2014
[6].纪丹红.光镊的光阱力测量及光镊与介电电泳的结合研究[D].大连理工大学.2012
[7].李东华,蒲继雄,王喜庆.初级球差对径向偏振光轴向光阱力的影响[J].激光与光电子学进展.2011
[8].胡耿军,李静,龙潜,陶陶,张恭轩.时域有限差分法数值仿真单光镊中微球受到的光阱力[J].物理学报.2011
[9].刘炳辉,杨立军,王扬,袁巨龙.光纤探针型近场光镊光阱力特性研究[J].光子学报.2011
[10].刘炳辉,杨立军,王扬,袁巨龙.近场光镊与AFM探针复合的光阱力分析[J].光电工程.2011
论文知识图
