動量拓撲誘導的光學牽引力
物理學院丁衛強教授團隊在光操控研究中取得重要突破,提出運用背景結構動量輔助實現高效光學牽引力新方法,相關成果以《連續域中束縛態實現模式對稱性輔助的光牽引》(Mode-Symmetry-Assisted Optical Pulling by Bound States in the Continuum)為題發表在《物理評論快報》(Physical Review Letters)上。該研究成果為光力研究提供新思路,對發展先進光操控技術具有重要價值。
運用光力可精準操控微納物體,但傳統光學操控僅能實現對物體的定點捕獲,而對物體的平動自由度操控效率很低,如何實現“逆光而上”的光學牽引是面臨的難題。針對該難題,丁衛強教授團隊突破現有研究思路和研究方案制約,提出運用背景結構動量輔助實現高效光學牽引力的新方法,將傳統方案中物體和光場二者之間的動量傳遞,推廣到了物體、光場和背景結構三者之間。通過周期背景結構中連續域中束縛態這一特殊光學模式,將周期背景晶格的動量通過光場模式對稱性調控傳遞給物體,實現了極高效率的光學牽引力,即使在光場被全反射的情況下依然能實現光學牽引,該機制實現的光力比已有結果增強了近一個數量級,且對物體參數變化不敏感。
哈工大為論文第一署名單位。哈工大物理學院博士研究生李航為論文第一作者,物理學院丁衛強教授、曹永印副教授,新加坡國立大學仇成偉教授為論文共同通訊作者。哈工大物理學院馮睿老師、博士研究生史博建、孫芳魁副教授,同濟大學施宇智教授,中國科學技術大學陳楊教授,蘇州大學高東梁教授,大連理工大學朱彤彤老師,東北林業大學湯冬華老師對論文發表作出重要貢獻。
該研究獲國家自然科學基金支持。
論文鏈接:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.253802
連續域中束縛態實現模式對稱性輔助的光牽引
哈爾濱工業大學
2021-04-11