محاسبه نیروی وارد بر نانو ذرات در تله انبرک نوری

انبرک نوری ابزاری است که می توان بوسیله آن بدون تماس مکانیکی به دستکاری توسط ذرات میکرومتری و نانومتری پرداخت. در انبرک نوری باریکه لیزر با نمایه گاوسی (مد tem_00) توسط یک عدسی با گشودگی عددی بالا تا حد پراش کانونی می شود. توسط انبرک نوری می توان به ذرات نانومتری و میکرومتری نیروهای پیکو نیوتنی و کمتر از پیکونیوتن وارد کرد. این نیروها بصورت نیروهای گرادیانی و پراکندگی دسته بندی می شوند. به یک ذره در تله نوری در نزدیکی نقطه تعادل نیروی بازگرداننده مشابه نیروی هوک وارد می شود.قدرت این نیرو با ضریب سختی فنر معادل مشخص می شود. در این پایان نامه از روش لورنز-می تعمیم یافته برای محاسبه نیروهای اپتیکی وارد شده به ذرات میکرومتری و نانومتری کروی در تله انبرک نوری استفاده شده است. اثر ابیراهی کروی ناشی از اختلاف ضریب شکست در مسیر نوری باریکه در محاسبات لورنز-می تعمیم یافته وارد گردیده است. بعنوان اولین کاربرد، عدم تقارن سمتی برای ذرات پلی استایرین با استفاده از این روش محاسبه گردیده است. عدم تقارن سمتی وابستگی نیروهای اپتیکی به قطبش اولیه باریکه فرودی را نشان می دهد و به اندازه و جنس ذرات وابسته است. نتایج نظری با اندازه گیری های تجربی انجام شده در شرایط کمینه ابیراهی در گروه انبرک نوری دانشگاه تحصیلات تکمیلی زنجان مطابقت بسیار خوبی را نشان می دهند. بعنوان دومین کاربرد، تله اندازی هواویزها با این روش مورد مطالعه قرار گرفته است. برای بهینه سازی تله اندازی هواویزها اثر تعویض طول لوله مکانیکی عدسی شیئی بررسی شده است. این نتایج نیز با اندازه گیری های صورت گرفته در دانشگاه تحصیلات تکمیلی زنجان همخوانی خوبی دارند.