Transverse particle dynamics in a Bessel beam

0088952 - ÚPT 2008 RIV US eng J - Journal Article
Milne, G. - Dholakia, K. - McGloin, D. - Volke-Sepulveda, K. - Zemánek, Pavel
Transverse particle dynamics in a Bessel beam.
[Dynamika částic v besselovském svazku v příčném směru.]
Optics Express. Roč. 15, č. 21 (2007), s. 13972-13987. ISSN 1094-4087
R&D Projects: GA MŠMT(CZ) LC06007; GA MPO(CZ) FT-TA2/059
EU Projects: European Commission(XE) 508952 - ATOM3D
Institutional research plan: CEZ:AV0Z20650511
Keywords : optical tweezers or optical manipulation * laser trapping * laser beam shaping
Subject RIV: BH - Optics, Masers, Lasers
Impact factor: 3.709, year: 2007

Spatially periodic optical fields can be used to sort dielectric microscopic particles as a function of size, shape or refractive index. In this paper we elucidate through both theory and experiment the behavior of silica microspheres moving under the influence of the periodic optical field provided by a Bessel beam. We compare two different computational models, one based on Mie scattering, the other on geometrical ray optics and find good qualitative agreement, with both models predicting the existence of distinct size-dependent phases of particle behavior. We verify these predictions by providing experimental observations of the individual behavioral phases.

Prostorově periodická optická pole mohou být použita k třídění dielektrických částic podle jejich velikosti, tvaru nebo indexu lomu. V tomto článku teoreticky i experimentálně objasňujeme chování křemenných mikročástic pohybujících se vlivem periodického optického pole besselovského svazku. Porovnáváme dva různé výpočetní modely, jeden je založen na Mieoho teorii rozptylu, druhý na geometrické optice. Nalézáme dobrou kvalitativní shodu obou modelů v případě chování částic s odlišnými rozměry. Předpovězené chování částic jsme potvrdili experimentálně.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0150320