Моделирование захвата частиц при помощи сфокусированного излучения моды оптоволокна

Аннотация: Представлены результаты численного моделирования оптического захвата кремниевых наночастиц с использованием линзированных одномодовых волокон на длине волны 1550 нм. Показано, что одиночное линзированное волокно обеспечивает устойчивый захват частиц радиусом до 100 нм, тогда как при больших размерах частиц захват становится неустойчивым вследствие увеличения силы рассеяния. Предложена схема оптического пинцета на основе двух встречных линзированных волокон, позволяющая существенно расширить диапазон размеров удерживаемых частиц. Проведен анализ чувствительности силы захвата к погрешностям позиционирования волокон. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании компактных волоконных оптических пинцетов для манипулирования диэлектрическими наноструктурами и микрообъектами в микрофлюидных системах.

Ключевые слова: частица кремния, одномодовый режим световода, фокусировка поля световода, градиент интенсивности, оптический захват.