运用光力可精准操控微纳物体,但传统光学操控仅能实现对物体的定点捕获,而对物体的平动自由度操控效率很低,如何实现“逆光而上”的光学牵引是面临的难题。针对该难题,丁卫强教授团队突破现有研究思路和研究方案制约,提出运用背景结构动量辅助实现高效光学牵引力的新方法,将传统方案中物体和光场二者之间的动量传递,推广到了物体、光场和背景结构三者之间。通过周期背景结构中连续域中束缚态这一特殊光学模式,将周期背景晶格的动量通过光场模式对称性调控传递给物体,实现了极高效率的光学牵引力,即使在光场被全反射的情况下依然能实现光学牵引,该机制实现的光力比已有结果增强了近一个数量级,且对物体参数变化不敏感。
哈工大为论文第一署名单位。哈工大物理学院博士研究生李航为论文第一作者,物理学院丁卫强教授、曹永印副教授,新加坡国立大学仇成伟教授为论文共同通讯作者。哈工大物理学院冯睿老师、博士研究生史博建、孙芳魁副教授,同济大学施宇智教授,中国科学技术大学陈杨教授,苏州大学高东梁教授,大连理工大学朱彤彤老师,东北林业大学汤冬华老师对论文发表作出重要贡献。
该研究获国家自然科学基金支持。
论文链接:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.253802
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连续域中束缚态实现模式对称性辅助的光牵引
责任编辑:梁英爽
审核:宋玲 李守斌