Optimization of axial optical force acting on an array ot overlapping spheres

0319140 - ÚPT 2009 RIV US eng C - Conference Paper (international conference)
Trojek, Jan - Karásek, Vítězslav - Zemánek, Pavel
Optimization of axial optical force acting on an array ot overlapping spheres.
[Optimalizace axiální optické síly působící na pole překrývajících se sfér.]
16th Polish-Slovak-Czech Optical Conference on Wave and Quantum Aspects of Contemporary Optics. (Proceedings of SPIE Vol. 7141). Bellingham: SPIE, 2008, 714114: 1-9. ISBN 978-0-8194-7383-7. ISSN 0277-786X.
[Polish-Slovak-Czech Optical Conference on Wave and Quantum Aspects of Contemporary Optics /16./. Polanica Zdrój (PL), 08.09.2008-12.09.2008]
R&D Projects: GA MŠMT(CZ) LC06007; GA MŠMT OC08034
Institutional research plan: CEZ:AV0Z20650511
Keywords : optical force * overlapping spheres * analytical calculations * numerical computations
Subject RIV: BH - Optics, Masers, Lasers

Optical forces are generally calculated only on spherical dielectric objects placed into a laser beam. It has been already demonstrated that a standing wave offers several useful advantages comparing to a single beam trapping. Firstly it can confine objects with higher refractive index and secondly it provides higher optical forces acting on spheres of certain sizes. Therefore we focus here on the problem how to modify the object shape so that the axial optical force is enlarged even more. We consider an object composed of overlapping spheres in linear chain and look for maximal optical force. We demonstrate that by suitable changing such object geometry the final optical force can exceed by an order of magnitude in comparison to the optical force acting on a single sphere.

Optické síly jsou všeobecně počítány pouze na sférické dielektrické objekty umístěné v laserovém svazku. Bylo již demonstrováno, že optické chytání ve stojaté vlně poskytuje užitečné výhody ve srovnání s jedním svazkem. Prvně lze takto chytat objekty s vyšším indexem lomu a druhak tato metoda poskytuje větší optické síly působící na sférické objekty o určitých velikostech. Proto se zde soustředíme na problém jak modifikovat tvar objektu, aby axiální optická síla vzrostla ještě více. Předpokládáme objekt sestavený z překrývajících se sfér v lineárním uspořádání a hledáme konfiguraci pro dosažení maximální optické síly. Ukazujeme že vhodnou změnou geometrie takového objektu může výsledná optická síla přesáhnout řádově hodnotu síly působící na jednotlivou sféru.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0168383