构造光（束）的光学微操纵与光学升力的研究

构造的光束及其在光学微操纵中应用一直是国际上光学界的研究热点。最近研究发现：透明的微型半圆柱体在平行光照射下，获得了向上的、稳定的光学升力，实现了类似于飞机的飞行。在本项目，我们拟研究两种新型的构造光束：部分相干Airy光束和径向偏振（或角向偏振）部分相干贝塞尔光束。研究这些光束的传输和聚焦特性。并把这两种光束应用到光学微操纵。由于部分相干光束具有抗散斑的优点和无衍射光束具有传输不发散以及自再现等独特优点，这些光束对操纵浑浊环境下的微粒具有独特的优势。本项目还将重点研究不同类型的构造光束对不同形状的微小物体的光学升力。研究微物体的形状、透射率等对光学升力的影响。我们还将研究对一定形状的微物体，该用何种构造的光束才能对物体施加最大的、稳定的光学升力。本项目的研究对生物技术、光学微机械以及太阳帆的操纵等具有重要的意义。

构造的光束及其在光学微操纵中应用一直是国际上光学界的研究热点。在本项目，我们从理论上和实验上研究了几种新型的构造光束：分形光束、复宗量厄米-拉盖尔高斯光束、非均匀关联部分相干光束、涡旋光束、无衍射光束和矢量光束等。我们还着重研究一些构造光束的大数值孔径聚焦特性。通过控制入射的偏振、位相分布、数值孔径等，可以控制聚焦光场的光强分布。这些研究可以应用到光学微操控。例如，我们应用Devil透镜获得分形光束。并把这种分形光束应用于光镊，实现了对微粒的捕获。本项目还将重点研究不同类型的构造光束对不同形状的微小物体的光学升力。研究微物体的形状、透射率等对光学升力的影响。我们还将研究了涡旋光束对一定形状的微物体的作用力。我们发现，涡旋光束所具有的轨道角动量可以传递给微小物体，使其转动。本项目的研究对生物技术、光学微机械等具有重要的意义。