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Mie粒子螺旋度相关力的三维测量

发布:guangxuequan    |    2018-06-21 14:33    阅读:703
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最近,Liu等人报导了在倏逝场中的Mie粒子应该受到取决于全内反射光束螺旋度的光学力的作用。到目前为止,这样的螺旋度相关力的直接测量一直是难以实现的。因为在三个空间维度中力的大小相差甚远,这就对测量的灵敏度和范围提出了严格的要求。在Liu等人的研究中,研究人员报告了通过使用飞牛顿级灵敏度的三维力光谱技术实现同时测量该偏振相关的光学力的所有分量。随着入射光偏振状态的变化,研究人员将矢量力场与理论计算进行定量比较,结果显示出两者具有很好的一致性。通过绘制Mie粒子响应于切换力场的三维运动,Liu等人提供了自旋动量对倏逝光场的坡印廷矢量影响的视觉证据。

图1 实验中激发和检测装置的示意图

在2013年,有研究显示倏逝波表现出其具有一个非同寻常的并且螺旋度依赖的动量,这个动量表现在一个垂直于入射平面横向力中。这种不寻常的横向力迅速吸引了科研人员进行相关理论和实验研究的兴趣,在手性粒子和更复杂的场分布等工作中,进一步的研究已经发现了许多类似的现象。然而,实验和理论之间的定量匹配仍然是难以找到的。这样的测量是明确的,必须使用探针在三个维度同时进行,并且探针的几何形状可以被分析建模。这种类型的测量从根本上来说是具有挑战性的,因为侧向力比平面内的力要小一到两个数量级。

图2 浮动捕获探头与振幅调制倏逝场相互作用的细节图

原文链接: https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.223901

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