Составители:
Рубрика:
Федосов И.В.
55
ный луч, то для характеристики пучка используют инвариантный параметр, на-
зываемый числовой апертурой
α
sinnNA
=
, (13)
где n – показатель преломления среды, в которой распространяется лазерный
пучок, а
α
– его апертурный угол.
Рис. 4. Простейшие градиентные оптические ловушки: а) двумерная ловушка с опор-
ной поверхностью; б) трехмерная ловушка образованная двумя встречными пучками
лазерного излучения.
В лазерных пучках с числовой апертурой не более 0.75, т.е. когда апер-
турный угол в воздухе не превышает 45°, рассеивающая сила преобладает над
градиентной. Поэтому частицы, оказавшись в таком пучке, движутся вдоль на-
правления его распространения, удерживаемые в пределах пучка действием
градиентных сил. Чтобы зафиксировать частицу, в заданной точке пространст-
ва, действие рассеивающей силы F
расс
, необходимо компенсировать, поместив
на пути частицы какое-нибудь препятствие – например, поверхность предмет-
ного стекла микроскопа (рис. 4а). Достигнув поверхности стекла, частица оста-
новится. Теперь, если перемещать лазерный пучок поперек направления его
распространения, то частица, удерживаемая поперечными градиентными сила-
ми, будет перемещаться по поверхности стекла вместе с ним. Однако при этом
перемещению частицы в лазерном пучке будет препятствовать трение между
частицей и поверхностью стекла, весьма значительное, так как частица прижи-
мается к стеклу давлением лазерного пучка. Влияние трения на движение час-
тицы можно исключить, перемещая частицы, например, по границе раздела
воздух жидкость в подвешенной капле, удерживаемой силами поверхностного
натяжения.
Рассеивающая сила также
может быть компенсирована действием допол-
нительного лазерного пучка, распространяющегося точно навстречу первому.
Частица при этом располагается между перетяжками пучков, как показано на
рис. 4б. Перетяжка – область наименьшего поперечного сечения пучка, рас-
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 54
- 55
- 56
- 57
- 58
- …
- следующая ›
- последняя »
