二維光子晶體背景中的光學(xué)牽引力.pdf

1、眾所周知，光與物質(zhì)相互作用，物體會受到光束傳播方向上的光壓。但是，近幾年的報道，人們得到了一個反物理直覺的結(jié)果，即在某些特殊情況下，物體在光場的作用下朝向與光源傳播的方向相反的方向運動，我們稱物體受到光學(xué)牽引力。這一反物理直覺的現(xiàn)象引起大家極大的關(guān)注。人們雖然提出光束牽引這一現(xiàn)象，并在理論上驗證了光場中出現(xiàn)光學(xué)拉力的可能性，但是對光學(xué)牽引力的本質(zhì)的認識還不夠深入，光與物質(zhì)相互作用的很多規(guī)律仍需探索。同時需要提出更多產(chǎn)生光學(xué)牽引力的物理模

2、型以探索光學(xué)牽引力的本質(zhì)和光與物質(zhì)相互作用的規(guī)律。
　　目前光學(xué)牽引力的實現(xiàn)集中在調(diào)制光束特性和調(diào)制物體特性，而背景介質(zhì)的調(diào)制是實現(xiàn)光學(xué)牽引力的另一類方式。本文研究周期性背質(zhì)中光學(xué)牽引力，在周期背景中建立光學(xué)牽引力模型，研究光學(xué)牽引力的形成機理。
　　首先，建立的光子晶體自準直模形成光學(xué)牽引力的模型。光子晶體波導(dǎo)自準直模中，橢球體可能會受到光學(xué)牽引力。從動量守恒的角度分析了此模型中光學(xué)牽引力產(chǎn)生的原因。橢球體的散射使得散射后

3、光束能量重新分布，在光束能量絕熱展寬后，橢球體受到負向光散射力，作為光學(xué)牽引力。
　　然后建立的光子晶體波導(dǎo)衰減模形成光學(xué)牽引力的模型。光子晶體波導(dǎo)衰減模中，弱散射電介質(zhì)小球可能受到光學(xué)牽引力。從光學(xué)梯度力的角度分析了此模型中光學(xué)牽引力產(chǎn)生的原因。弱散射情況下，只考慮小球受到的梯度力，由于光子晶體波導(dǎo)衰減模傳播常數(shù)是純虛數(shù)，弱散射小球受到的單一朝向光源方向的梯度力充當光學(xué)牽引力。
　　最后，設(shè)計了彎曲通道的光學(xué)操控模型，實現(xiàn)