特殊模式光场下微粒所受光学捕获力的理论和实验研究

光镊作为一种特殊的光学微操纵手段，在物理、化学和生命科学中发挥着越来越重要的作用。本项目拟研究特殊模式光场光镊作用下微粒的受力情况和运动规律。理论上探索精确描述特殊模式光场的数学物理方法，采用改进的T矩阵的方法计算各种特殊模式光场施加在复杂形状和复杂结构粒子上的辐射力和力矩。实验上采用空间光调制器、分区变化相位延迟板和Polarization Rotator等方法产生L-G、径向偏振和方位角偏振等特殊模式光场，设计和建立特殊模式光场光镊装置，与各种不同类型微粒（包括无机微粒、有机微粒、生物细胞，吸收型和折射型微粒、各向异性微粒等）进行相互作用研究。将实验与理论结果进行比较，寻找规律，完善理论，给出不同模式光镊适用于不同应用场合的条件，以及相应光学系统设计的方法，为新型光学微操纵系统的设计和应用提供理论与实验基础。