Tightly-focused laser beams that ca

Tightly-focused laser beams that carry angular momentum have been used to trap and rotate microrotors. In particular, a Laguerre-Gauss mode laser beam can be used to transfer its orbital angular momentum to drive microrotors. We increase the torque efficiency by a factor of about 2 by designing the rotor such that its geometry is compatible with the driving beam, when driving the rotation with the optimum beam, rather than beams of higher or lower orbital angular momentum. Based on Floquet's theorem, the order of discrete rotational symmetry of the rotor can be made to couple with the azimuthal mode of the Laguerre-Gauss beam. We design corrugated donut rotors, that have a flat disc-like profile, with the help of the discrete dipole approximation and the T-matrix methods in parallel with experimental demonstrations of stable trapping and torque measurement. We produce and test such a rotor using two-photon photopolymerization. With a rotor that has 8-fold discrete rotational symmetry, an outer radius of 1.85 μm and a hollow core radius of 0.5 μm, we were able to transfer approximately 0.3 h̄ per photon of the orbital angular momentum from an LG04 beam.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ลำแสงเลเซอร์เน้นแน่นที่มีโมเมนตัมเชิงมุมมีการใช้กับดัก และหมุน microrotors โดยเฉพาะ สามารถใช้แสงเลเซอร์โหมด Laguerre เกาส์การถ่ายโอนโมเมนตัมเชิงมุมโคจรไปไดรฟ์ microrotors เราเพิ่มประสิทธิภาพแรงบิด โดยปัจจัยเกี่ยวกับ 2 โดยออกจากใบพัดที่เรขาคณิตของจะเข้ากันได้กับบีมขับรถ ขับรถหมุนลำ แสงที่เหมาะสม แทนคานของสูง หรือโมเมนตัมเชิงมุมล่างของวงโคจร ตามทฤษฎีบทของ Floquet ลำดับของสมมาตรแยกกันในการหมุนของใบพัดสามารถทำการคู่กับโหมด azimuthal ของคาน Laguerre เกาส์ เราออกแบบใบพัดโดนัทลูกฟูก ที่มีโปรไฟล์แบนคล้ายแผ่นดิสก์ ช่วยประมาณ dipole แยกกันและวิธีเมตริกซ์ T ไปพร้อม ๆ กับการสาธิตทดลองวัดเสถียรภาพดักและแรงบิด เราผลิต และทดสอบดังกล่าวเป็นใบพัดใช้ photopolymerization สองเรา มีใบพัดที่มีสมมาตรในการหมุนแยกกัน 8-fold มีรัศมีภายนอกของ 1.85 μm และ hollow หลักรัศมี 0.5 μm เราไม่สามารถถ่ายโอน h̄ ประมาณ 0.3 ต่อโฟตอนของโมเมนตัมเชิงมุมของวงโคจรจากการคาน LG04

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ที่มุ่งเน้นให้แน่นลำแสงเลเซอร์ที่นำโมเมนตัมเชิงมุมได้ใช้ในการดักจับและหมุน microrotors โดยเฉพาะอย่างยิ่งโหมด Laguerre-เกาส์ลำแสงเลเซอร์สามารถนำมาใช้ในการถ่ายโอนโมเมนตัมเชิงมุมของวงโคจรที่จะขับรถ microrotors เราเพิ่มประสิทธิภาพแรงบิดโดยปัจจัยประมาณ 2 โดยการออกแบบใบพัดดังกล่าวว่ารูปทรงเรขาคณิตที่เข้ากันได้กับลำแสงขับรถเมื่อขับรถหมุนที่มีลำแสงที่เหมาะสมมากกว่าคานของโมเมนตัมเชิงมุมวงโคจรสูงหรือต่ำ ขึ้นอยู่กับทฤษฎีบท Floquet ของคำสั่งของทรงกลดสมมาตรที่ไม่ต่อเนื่องของใบพัดที่สามารถทำคู่กับโหมด azimuthal ของคาน Laguerre-เกาส์ เราออกแบบใบพัดโดนัทลูกฟูกที่มีรายละเอียดเช่นแผ่นแบนด้วยความช่วยเหลือของประมาณขั้วต่อเนื่องและวิธีการที่ T-เมทริกซ์ในแบบคู่ขนานกับการสาธิตการทดลองการวางกับดักที่มีเสถียรภาพและการวัดแรงบิด เราผลิตและการทดสอบดังกล่าวโดยใช้ใบพัดสองโฟตอน photopolymerization ด้วยใบพัดที่มี 8 เท่าทรงกลดสมมาตรเนื่องเป็นรัศมีด้านนอกของ 1.85 ไมครอนและรัศมีแกนกลวง 0.5 ไมโครเมตรเราก็สามารถที่จะโอนประมาณ 0.3 ชั่วโมงต่อโฟตอนของโมเมนตัมเชิงมุมวงโคจรจากคาน LG04

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ไว้แน่นเน้นลำแสงเลเซอร์ ที่พกโมเมนตัมเชิงมุมได้ถูกใช้เป็นกับดักและหมุน microrotors . โดยเฉพาะอย่างยิ่ง , Laguerre เกาส์โหมดลำแสงเลเซอร์สามารถใช้ในการถ่ายโอนโมเมนตัมเชิงมุมโคจร ขับ microrotors . เราเพิ่มบิดประสิทธิภาพโดยปัจจัย 2 โดยการออกแบบเรขาคณิตของใบพัดที่เข้ากันได้กับการขับรถคานเมื่อขับรถหมุนกับคานที่เหมาะสมมากกว่าคานสูงหรือต่ำโคจรโมเมนตัมเชิงมุม ตามทฤษฎีบท floquet , คำสั่งของสมมาตรการหมุนที่ไม่ต่อเนื่องของใบพัดสามารถทำคู่กับโหมด azimuthal ของ Laguerre เกาส์ บีม เราออกแบบ กล่องกระดาษลูกฟูก โดนัท ใบพัด ที่ต้องแบน เช่น โปรไฟล์ด้วยความช่วยเหลือของการไม่ต่อเนื่อง และมี t-matrix วิธีขนานกับการทดลองการสาธิตของมั่นคงดักและการวัดแรงบิด เราผลิต และทดสอบ เช่น ใบพัดใช้ two-photon photopolymerization . ด้วยใบพัดที่มี 8-fold ต่อเนื่องหมุนสมมาตร ชั้นนอก รัศมี 1.85 μ M และรัศมี Hollow Core 0.5 μ Mเราสามารถที่จะโอนประมาณ 0.3 H ̄ต่อโฟตอนของโคจรโมเมนตัมเชิงมุมจาก lg04
บีม