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浙江大学实现光致微米金片往复运动_亚博app

本文摘要:光与物质的相互作用造成了许多有意思的现象(如克鲁克斯辐射计中叶片在光照下的旋转)和最重要的应用于(如光双带操控微观颗粒),这些现象和应用于皆牵涉到动量传送过程,且都遵从动量守恒定律。

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光与物质的相互作用造成了许多有意思的现象(如克鲁克斯辐射计中叶片在光照下的旋转)和最重要的应用于(如光双带操控微观颗粒),这些现象和应用于皆牵涉到动量传送过程,且都遵从动量守恒定律。在动量传送的过程中往往牵涉到光力与光热力起到的辩论。光力源于光子与物体之间的动量传送。

物质在吸取和散射光子的过程中,光子的动量移往到物体上,从而使物体受到光力的起到。光双带操控微观颗粒即是利用光力的起到。

而光热力则源于光热过程中气体分子与物体之间的动量动量。对于处在气体环境中的光吸收物体,由于有所不同部位光吸收不均匀分布,从而造成温度产于不均匀分布。温度低的地方,气体分子运动速度快,移往给物体的偏移动量更加多,从而给物体产生了一个逆温度梯度方向的力。克鲁克斯辐射计的原理即缘于此。

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由于光力和光热力工作的环境往往有所不同(光力驱动一般在溶液中展开,而光热力则多在气体环境中发挥作用),很少有研究将这两种力牵头一起以驱动物体。此外,一般而言,光力和光热力大都展现出为沿着光传播方向的发动机,而逆着光传播方向的所谓光拉力,由于其鼓吹直觉,近年来更有了很多研究者的注目。

图1.锥形光纤-微纳金片系统中光力与光热力建模计算结果图近期,浙江大学仇旻课题组明确提出了一种牵头利用光力和光热力对微纳物体展开驱动的方法。他们通过在锥形光纤中通出超倒数光构建了对置放锥形光纤表面的微米金片的往返EMU驱动。涉及研究成果公开发表在PhysicalReviewLetters[118,043601(2017)]上。

该研究工作实质上是利用了光力与光热力在锥形光纤上的产于有所不同所致的竞争起到。从锥形光纤远端到尖端,其直径渐渐变大,光纤表面的倏逝场也由弱变强。

若将微米金片放到锥形光纤附近尖端处,微米金片在光纤表面因吸取光子而产生的光热也将由弱变强,从而在微米金片表面构成温度梯度,进而产生十分大的光热力。这种光热力能将微米金片沿与光通进方向忽略的方向夹住。而当微米金片被冲到靠近尖端的方位时,由于衍射导致的光力则不会将金片往锥形光纤尖端处引。

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光力和光热力的合力在锥形光纤有所不同区域的方向不同,若规定指向光纤尖端方向为于是以方向,则在附近尖端处合力为负,即为拉力区间,而在靠近尖端处合力为于是以,即为发动机区间。由此构成了光热拉力和光发动机联合起到的驱动系统,从而构建了微米金片在锥形光纤上的往返移动。

图2.微纳金片在锥形光纤上往返驱动的实验结果图这一找到可用作光产生机械能,未来将会在光致机械偏移(光驱动马达)方面获得最重要应用于。


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