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均匀球扭矩德拜级数分析

李仁先 韩香娥 帕尔哈提江·吐尔孙

李仁先, 韩香娥, 帕尔哈提江·吐尔孙. 均匀球扭矩德拜级数分析[J]. 中国光学, 2011, 4(1): 53-59.
引用本文: 李仁先, 韩香娥, 帕尔哈提江·吐尔孙. 均匀球扭矩德拜级数分析[J]. 中国光学, 2011, 4(1): 53-59.
LI Ren-xian, HAN Xiang-e, PARHATJAN T. Debye series analysis of radiation torque exerted on a sphere[J]. Chinese Optics, 2011, 4(1): 53-59.
Citation: LI Ren-xian, HAN Xiang-e, PARHATJAN T. Debye series analysis of radiation torque exerted on a sphere[J]. Chinese Optics, 2011, 4(1): 53-59.

均匀球扭矩德拜级数分析

详细信息
  • 中图分类号: O436

Debye series analysis of radiation torque exerted on a sphere

  • 摘要: 基于会聚光束所产生的扭矩来实现对小粒子的操纵已在物理学、生物学等领域得到了广泛的应用。为了分离出单个散射过程对扭矩的贡献,给出扭矩物理机理的解释,本文引入德拜级数分析了高斯波束对均匀球粒子所产生的扭矩。计算表明,当德拜项p从1取到一个足够大的值后,德拜级数计算结果与广义米氏理论结果吻合。文中重点分析了单阶p散射过程对横向扭矩的贡献,结果表明:当线极化光束入射时,p=1~5散射过程都可以产生横向扭矩,但扭矩的方向不同;当圆极化光束入射时,p=-1和0对应的扭矩远大于p=1~4对应的扭矩,且p=0过程产生与其他p过程相反方向的扭矩。
  • [1] ASHKIN A,DZIEDZIC J M. Optical trapping and manipulation of viruses and bacteria[J]. Science,1987,235:1517-1520. [2] FRIESE M E J,NIEMINEN T A,HECKENBERG N R,et al.. Optical alignment and spinning of laser-trapped microscopic particles[J]. Nature,1998,394:348-350. [3] STEWART A M. Angular momentum of the electromagnetic field:the plane wave paradox resolved[J]. Eur. J. Phys.,2005,26:635-641. [4] CHANG S,LEE S S. Optical torque exerted on a homogeneous sphere levitated in the circularly polarized fundamental-mode laser beam[J]. J. Opt. Soc. Am. B,1985,2:1853-1860. [5] GAUTHIER R. C. Trapping model for the low index ring shaped micro-object in a focused lowest order Gaussian beam profile[J]. J. Opt. Soc. Am. B,1997,14 (4):782-789. [6] ROHRBACH A,STELZER E H K. Optical trapping of dielectric particles in arbitrary fields[J]. J. Opt. Soc. Am. A,2001,18:839-853. [7] POLAERT H,GREHAN G,GOUESBET G. Forces and torques exerted on a multilayered spherical particle by a focused Gaussian beam[J]. Opt. Commun.,1998,155:169-179. [8] GOUESBET G,MAHEU B,GREHAN G. Light scattering from a sphere arbitrarily located in a Gaussian beam, using a Bromwich formulation[J]. J. Opt. Soc. Am. A,1988,5:1427-1443. [9] DEBIJE P. Das elektromagnetische feld um einen zylinder und die theorie des regenbogens[J]. Phys. Z.,1908,9:775-778 . [10] HOVENAC E A,LOCK J A. Assessing the contributions of surface waves and complex rays to far-field scattering by use of the Debye series[J]. J. Opt. Soc. Am. A,1992,9:781-795. [11] LOCK J A,JAMISON J M,LIN C Y. Rainbow scattering by a coated sphere[J]. Appl. Opt.,1994,33:4677-4690. [12] LI R,HAN X,JIANG H,et al.. Debye series of light scattering by a multi-layered sphere[J]. Appl. Opt.,2006,45:1260-1270. [13] LI R,HAN X,JIANG H,et al.. Debye series of normally incident plane wave scattering by an infinite multi-layered cylinder[J]. Appl. Opt.,2006,45:6255-6262. [14] LOCK J A,ADLER C L. Debye-series analysis of the first-order rainbow produced in scattering of a diagonally incident plane wave by a circular cylinder[J]. J. Opt. Soc. Am. A,1997,14:1316-1328. [15] LI R,HAN X,REN K F. Generalized Debye series expansion of electromagnetic plane wave scattering by an infinite multilayered cylinder at oblique incidence[J]. Phys. Rev. E,2009,79:036602. [16] LOCK J A. Debye series analysis of scattering of a plane wave by a spherical Bragg grating[J]. Appl. Opt.,2005,44:5594-5603. [17] LI R,HAN X,REN K F. Debye series analysis of radiation pressure force exerted on a spherical particle[J]. SPIE,2009,7507:750708. [18] LI R,HAN X,REN K. F. Debye series analysis of radiation pressure force exerted on a multilayered sphere[J]. Appl. Opt.,2010,49:955-963. [19] XU F,LOCK J A,GOUESBET G,et al.. Radiation torque exerted on a spheroid:analytical solution[J]. Phys. Rev. A.,2008,78:013843.
  • [1] 岱钦, 张善春, 杨帆, 宁日波, 李业秋, 乌日娜.  高光束质量高斯非稳腔固体激光器研究 . 中国光学, 2019, 12(3): 559-566. doi: 10.3788/CO.20191203.0559
    [2] 史光辉.  用高斯光学和三级像差理论求变焦距物镜的初始解 . 中国光学, 2018, 11(6): 1047-1060. doi: 10.3788/CO.20181106.1047
    [3] 韩宝章, 李亦军.  激光微角偏移测试系统研究 . 中国光学, 2017, 10(2): 234-240. doi: 10.3788/CO.20171002.0234
    [4] 胡孔云, 肖光宗, 张莹, 陈鑫麟, 谢元平.  采用超连续谱激光的双光束光纤光阱实验 . 中国光学, 2017, 10(3): 370-375. doi: 10.3788/CO.20171003.0370
    [5] 娄岩, 陈纯毅, 赵义武, 陶宗慧.  高斯涡旋光束在大气湍流传输中的特性研究 . 中国光学, 2017, 10(6): 768-776. doi: 10.3788/CO.20171006.0768
    [6] 高礼圳, 刘书桂, 韩振华.  零件的角点提取及匹配定位 . 中国光学, 2016, 9(4): 397-404. doi: 10.3788/CO.20160904.0397
    [7] 刘华.  利用汉克尔变换设计高斯光束整形衍射元件的应用研究 . 中国光学, 2016, 9(2): 277-283. doi: 10.3788/CO.20160902.0277
    [8] 付秀华, 崔金迪, 贾宗合.  光束整形系统异形元件的研制 . 中国光学, 2014, 7(3): 469-475. doi: 10.3788/CO.20140703.0469
    [9] 蒋红玫, 杨博思, 李贺龙, 徐淮良.  稀土原子与离子的自然辐射寿命测量 . 中国光学, 2013, 6(5): 660-669. doi: 10.3788/CO.20130605.0660
    [10] 陈健, 王伟国, 高慧斌, 刘廷霞, 吉桐伯, 于洪君.  紫外探测器的辐射定标及标准传递 . 中国光学, 2012, 5(4): 423-429. doi: 10.3788/CO.20120504.0423
    [11] 蔡红星, 胡馨月, 李昌立, 谭勇, 徐立君, 毕娟, 张喜和.  强激光毁伤过程的热辐射谱测量 . 中国光学, 2012, 5(3): 277-282. doi: 10.3788/CO.20120503.0277
    [12] 张晓龙, 刘英, 孙强.  高精度非致冷长波红外热像仪的辐射标定 . 中国光学, 2012, 5(3): 235-241. doi: 10.3788/CO.20120503.0235
    [13] 谈茜, 饶丰, 张永林, 徐何辰.  由多个高斯函数表征的发光二极管光谱模型 . 中国光学, 2012, 5(5): 493-498. doi: 10.3788/CO.20120505.0493
    [14] 王红睿, 王玉鹏.  用于测量太阳总辐射的空间辐射计 . 中国光学, 2012, 5(6): 555-565. doi: 10.3788/CO.20120506.0555
    [15] 杨利红, 赵变红, 张星祥, 任建岳.  点扩散函数高斯拟合估计与遥感图像恢复 . 中国光学, 2012, 5(2): 181-188. doi: 10.3788/CO.20120502.0181
    [16] 陶李, 王珏, 邹永宁, 伍立芬, 王慧倩.  改进的Zernike矩工业CT图像边缘检测 . 中国光学, 2012, 5(1): 48-56. doi: 10.3788/CO.20120501.0048
    [17] 王明佳, 武治国, 徐大鹏, 李桂菊, 张旭光.  精确自动识别莫尔条纹方向角的算法 . 中国光学, 2011, 4(5): 509-513.
    [18] 朱明, 孙继刚, 郭立强.  彩色图像四元数矩不变量的研究 . 中国光学, 2011, 4(5): 497-502.
    [19] 郭永飞.  遥感CCD相机的抗辐射策略研究 . 中国光学, 2010, 3(6): 534-545.
    [20] 罗刚, 张云峰.  应用角点匹配实现目标跟踪 . 中国光学, 2009, 2(6): 477-481.
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-08-12
  • 修回日期:  2010-10-13
  • 刊出日期:  2011-02-25

均匀球扭矩德拜级数分析

  • 中图分类号: O436

摘要: 基于会聚光束所产生的扭矩来实现对小粒子的操纵已在物理学、生物学等领域得到了广泛的应用。为了分离出单个散射过程对扭矩的贡献,给出扭矩物理机理的解释,本文引入德拜级数分析了高斯波束对均匀球粒子所产生的扭矩。计算表明,当德拜项p从1取到一个足够大的值后,德拜级数计算结果与广义米氏理论结果吻合。文中重点分析了单阶p散射过程对横向扭矩的贡献,结果表明:当线极化光束入射时,p=1~5散射过程都可以产生横向扭矩,但扭矩的方向不同;当圆极化光束入射时,p=-1和0对应的扭矩远大于p=1~4对应的扭矩,且p=0过程产生与其他p过程相反方向的扭矩。

English Abstract

李仁先, 韩香娥, 帕尔哈提江·吐尔孙. 均匀球扭矩德拜级数分析[J]. 中国光学, 2011, 4(1): 53-59.
引用本文: 李仁先, 韩香娥, 帕尔哈提江·吐尔孙. 均匀球扭矩德拜级数分析[J]. 中国光学, 2011, 4(1): 53-59.
LI Ren-xian, HAN Xiang-e, PARHATJAN T. Debye series analysis of radiation torque exerted on a sphere[J]. Chinese Optics, 2011, 4(1): 53-59.
Citation: LI Ren-xian, HAN Xiang-e, PARHATJAN T. Debye series analysis of radiation torque exerted on a sphere[J]. Chinese Optics, 2011, 4(1): 53-59.
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