双曲超材料增强光学悬浮

作者:

Ufuk Paralı,卡迪尔·乌斯图恩 & 易卜拉欣·哈利勒·吉登

摘要

光学阱中的紧密聚焦激光束已成为许多最近研究领域的有用工具。入射激光束的光子流路径中的动量变化引起辐射力，从而能够捕获和操纵介观微米大小的物体。在这项研究中，我们报道了在双曲超材料(HMM)制成的透明微米级球形物体上，在辐射压力下的光学捕获和悬浮的首次分析演示。假设采用光学悬浮捕获装置，使用射线光学近似计算作用在电介质和HMM球形颗粒上的光学径向力和轴向力。我们比较了作用在两个物体上的净力，发现作用在HMM粒子上的净辐射力在轴向上增强：HMM粒子中的光学力增强大于 ~ 与具有相应材料参数的传统电介质颗粒上的感应力相比，强8倍。此外，与介电情况相比，观察到HMM颗粒在径向稳定方面具有更好的性能，在介电情况下，TEM00光束入射监测径向稳定的一些振荡和不稳定饱和位置。此外，对于两个TEM00，也获得了HMM颗粒存在径向稳定的“零力”路径