【摘要】：本文主要關(guān)注了兩類光散射實(shí)現(xiàn)負(fù)光力的現(xiàn)象:以典型的球(球殼)顆粒體系為例,我們研究引入金屬非局域效應(yīng)、增益材料、非均勻體系和貝塞爾光束后顆粒所受光力的新穎現(xiàn)象,研究結(jié)果將在等離激元、納米光操控、光篩選中發(fā)揮潛在應(yīng)用。具體研究分為以下兩個(gè)方面:1.基于非局域等效介質(zhì)理論調(diào)節(jié)增益核殼球所受負(fù)光力我們研究了具有增益核和非局域金屬殼的核殼顆粒在長(zhǎng)波極限下的光力行為,證實(shí)了在對(duì)稱/非對(duì)稱表面等離共振附近會(huì)有負(fù)光力產(chǎn)生。為了理解光力的行為,我們提出了非局域等效媒質(zhì)理論,并據(jù)此推導(dǎo)出非局域核殼顆粒的等效介電常數(shù)。我們的研究結(jié)果表明,在等離共振處,等效介電常數(shù)的虛部是負(fù)值,因而導(dǎo)致了負(fù)光力的產(chǎn)生。非局域的引入會(huì)使光力的共振位置偏移,并對(duì)負(fù)光力有一定增強(qiáng)。我們同樣也得到了這種結(jié)構(gòu)下的兩例類Fano共振散射,以及Fano共振誘發(fā)的負(fù)光力。2.梯度顆粒在貝塞爾光束下的負(fù)光力研究我們采用傳遞矩陣代替?zhèn)鹘y(tǒng)的彌理論來(lái)解決梯度材料的光學(xué)問(wèn)題,并在非傍軸無(wú)梯度光束下實(shí)現(xiàn)了負(fù)光力,即光拉力。我們的結(jié)果表明,對(duì)光束進(jìn)行相位移動(dòng),有助于實(shí)現(xiàn)負(fù)光力;材料梯度參數(shù)的調(diào)節(jié),可以有效減小實(shí)現(xiàn)負(fù)光力的臨界錐角,并改變光力的變化趨勢(shì)。在一定范圍內(nèi),尺寸增大也會(huì)減小臨界錐角。在梯度金屬結(jié)構(gòu)中,梯度參數(shù)的改變會(huì)影響光力共振的位置和幅值。我們的研究結(jié)果對(duì)今后進(jìn)行梯度材料光學(xué)性質(zhì)的深入研究具有巨大借鑒意義,并為實(shí)現(xiàn)光力的有效調(diào)控提供了新途徑。
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O436
【圖文】：

用貝塞爾光束照射 的聚苯乙烯球所受光力隨尺寸sr 的變化。相應(yīng)03, 0, 1064 , 0, 1, 0, 78.5TE TMm nm 。紅色虛線和帶藍(lán)圈的實(shí)Im 0.01r 時(shí)的情況。黑色曲線代表具有負(fù)光力和穩(wěn)定橫向捕獲的區(qū)域。g, Z. Lin, and C. T. Chan, Nature Photon., 2011, 5:531.） 年，Jun Chen 等人用無(wú)梯度貝塞爾光束照射球形聚苯乙烯顆粒，在張量法計(jì)算后，發(fā)現(xiàn)在球形聚苯乙烯顆粒上出現(xiàn)了負(fù)光力。圖 1.1苯乙烯顆粒在貝塞爾光束照射下所受光力隨sr 的變化。當(dāng)中顯示，如當(dāng) Im 0r 時(shí)，在較大半徑變化范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)負(fù)光力。在圖 1.1顯示了能同時(shí)觀察到負(fù)光力和穩(wěn)定橫向捕集的顆粒尺寸范圍，即這被長(zhǎng)距離、穩(wěn)定地向后運(yùn)輸。

區(qū)域）偶極光力zf 的密度圖。(a)純介質(zhì)非磁性球顆粒，即 =Re即 =Re 0.1i。陰影部分為超出偶極近似的區(qū)域。(a)和(c)中 0.1i時(shí)的光力。編號(hào) 1 和 2 分別為推力(0k R 0.7)和拉力(0k R 由錐角 70 限制的前向散射。 (b)Mie 系數(shù)差的絕對(duì)值1 1a be m 附近。非傍軸貝塞爾光束的參數(shù)：2 1m 1, 70 , c c iiu, andA. Lavrinenko, Phys. Rev. Lett., 2012, 109: 023902.） 等人進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在很寬的介電常數(shù)變化范圍內(nèi)，可現(xiàn)負(fù)光力，如圖 1.2 所示。而當(dāng)介電常數(shù)固定時(shí)，顆粒的現(xiàn)負(fù)光力。在圖 1.2 (a)中，來(lái)自其他方向的光子被定向到遠(yuǎn)場(chǎng)中可識(shí)別出負(fù)光力，當(dāng)中后向散射很弱而前向散射占

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 董彥龍;;旋轉(zhuǎn)圓筒內(nèi)二元顆粒體系的分離與混合研究[J];甘肅科技;2015年16期

2 高紅利;陳友川;趙永志;鄭津洋;;薄滾筒內(nèi)二元濕顆粒體系混合行為的離散單元模擬研究[J];物理學(xué)報(bào);2011年12期

3 賈敏;王立;劉傳平;;振動(dòng)流化床內(nèi)二元顆粒體系分布特性的研究[J];化學(xué)工程與裝備;2010年12期

4 李冬燕;仲兆祥;;膜分離顆粒體系過(guò)程的數(shù)學(xué)模型研究進(jìn)展[J];河南化工;2009年11期

5 夏文香;劉金雷;李金成;趙亮;;石油污染物在海灘顆粒體系中吸附規(guī)律的研究[J];海洋通報(bào);2006年05期

6 張小平,蔡妙顏,郭祀遠(yuǎn);多分布峰顆粒體系流態(tài)化[J];中國(guó)甜菜糖業(yè);1996年06期

7 王偉明;胡林;;顆粒物質(zhì)中的空洞效應(yīng)[J];大學(xué)物理;2006年09期

8 張立棟;程碩;李連好;李少華;王擎;;滾筒內(nèi)柱體內(nèi)構(gòu)件對(duì)二元顆粒體系混合的影響[J];化工進(jìn)展;2017年12期

9 辛海麗;孫其誠(chéng);劉建國(guó);金峰;;剛性塊體壓入顆粒體系時(shí)的受力及力鏈演變[J];巖土力學(xué);2009年S1期

10 Richard Hogg;張保民;;顆粒體系的科學(xué)和技術(shù)[J];地質(zhì)科學(xué)譯叢;1990年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 楊林;胡林;張興剛;;邊界摩擦對(duì)二維堆積顆粒體系幾何結(jié)構(gòu)的影響[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)-2015論文摘要集[C];2015年

2 趙闖;厚美瑛;胡林;;顆粒體系直剪實(shí)驗(yàn)的離散元模擬[A];2014顆粒材料計(jì)算力學(xué)會(huì)議論文集[C];2014年

3 辛海麗;孫其誠(chéng);劉建國(guó);金峰;;剛性塊體壓入顆粒體系時(shí)的受力及力鏈演變[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年

4 劉長(zhǎng)松;汪盼盼;王萬(wàn)景;朱震剛;;顆粒物質(zhì)在微剪切振動(dòng)下的能量耗散研究[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年

5 陳凡秀;張慧新;孔亮;;顆粒體系變形與力鏈的試驗(yàn)研究[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

6 陳凡秀;王日龍;郭鵬飛;莊琦;;顆粒體系力鏈識(shí)別及力鏈破壞影響因素分析[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)-2017暨慶祝中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)成立60周年大會(huì)論文集（A）[C];2017年

7 陳凡秀;莊琦;張慧新;王日龍;;集中力作用下鋼珠顆粒體系的受力及力鏈分析[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)-2015論文摘要集[C];2015年

8 陳延佩;厚美瑛;;振動(dòng)驅(qū)動(dòng)顆粒體系局域態(tài)本構(gòu)關(guān)系[A];2014顆粒材料計(jì)算力學(xué)會(huì)議論文集[C];2014年

9 劉銳;;振動(dòng)流化顆粒體系的類毛細(xì)現(xiàn)象[A];第七屆全國(guó)液體和軟物質(zhì)物理學(xué)術(shù)會(huì)議程序冊(cè)及論文摘要集[C];2010年

10 費(fèi)明龍;孫其誠(chéng);宋世雄;周公旦;;基于顆粒體系熱力學(xué)的平面剪切破壞數(shù)值模擬[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前6條

1 劉建國(guó);顆粒物質(zhì)局部化行為的細(xì)觀研究[D];清華大學(xué);2013年

2 孫華;高極化顆粒復(fù)合體系的物理性質(zhì)研究[D];蘇州大學(xué);2003年

3 韓紅;填隙氣體對(duì)受振顆粒倍周期分岔過(guò)程影響機(jī)制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

4 阿布杜（Abdul Rehman）;水平振動(dòng)激勵(lì)下顆粒物質(zhì)的分布形態(tài)與對(duì)流模式研究[D];北京科技大學(xué);2018年

5 周志剛;顆粒固體的力學(xué)響應(yīng)和聲波傳播的研究[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院物理研究所);2017年

6 郭志國(guó);第二顆粒對(duì)二元混合顆粒體系流動(dòng)性影響的研究[D];華東理工大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 卞秀;非局域與非均勻顆粒體系的光操控研究[D];蘇州大學(xué);2018年

2 任杰驥;顆粒體系電阻值對(duì)壓應(yīng)力的響應(yīng)特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

3 張興剛;靜態(tài)顆粒體系統(tǒng)計(jì)理論的研究[D];貴州大學(xué);2009年

4 郭波;器壁摩擦力對(duì)振動(dòng)顆粒體系倍周期分岔的影響[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

5 張慧新;鋼珠顆粒體系受集中力時(shí)的力鏈研究[D];青島理工大學(xué);2014年

6 張威;二維雙分散顆粒體系堵塞態(tài)性質(zhì)的研究[D];貴州大學(xué);2016年

7 楊林;外力作用下二維顆粒物質(zhì)結(jié)構(gòu)變化的實(shí)驗(yàn)研究[D];貴州大學(xué);2015年

8 劉中淼;顆粒體系非平衡熱力學(xué)及雙溫標(biāo)模型[D];北京理工大學(xué);2015年

9 王雨婷;摩擦特性對(duì)顆粒材料宏細(xì)觀力學(xué)特征的影響[D];武漢大學(xué);2017年

10 黃文博;砂土介質(zhì)剪切帶演化及其特征的離散元方法模擬[D];華南理工大學(xué);2015年

本文編號(hào)：2729657