光学微齿轮的光致旋转与传动研究

项目名称： 光学微齿轮的光致旋转与传动研究

项目编号： No.11404083

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 曹永印

作者单位： 哈尔滨工业大学

项目金额： 24万元

中文摘要： 当光与物质发生相互作用时，光子自身的动量会传递给物体从而产生力的作用，因此实现了光镊系统对微小物体的捕获和操控。同时，当一束紧聚焦激光束作用在光学微齿轮上时，激光束自身携带的角动量使微齿轮受到光力矩的作用，微齿轮因此发生扭转或旋转。本项目将研究具有轴对称或手性结构的光学微齿轮对紧聚焦激光束的散射，阐明紧聚焦激光束捕获和操纵光学微齿轮的物理机制。设计结构合理的光学微齿轮，通过数值模拟的方法实现对光学微齿轮的动态捕获与旋转过程的仿真，并在实验中利用单光束同时实现对单个光学微齿轮的稳定捕获、方位控制以及稳定旋转。利用多束紧聚焦激光束在理论和实验上同时实现多个无固定框架的光学微齿轮之间传动控制。本项目的实施将为光学微马达和光学微机械系统的研究和发展奠定必要的物理基础。

中文关键词： 光镊；光学操控；光致旋转；光学微齿轮；光学微机械

英文摘要： In optical tweezers, the optical forces on microparticles can be considered as the reslut of the transfer of linear momentum from the photonics of the electromagnetic field to the particle. Optical tweezers thus can be used to trap and manipulate micropar

英文关键词： optical tweezers；optical manipulation；optical rotation；optical microgears；optical micromachines