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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:林豐勝
研究生(外文):Feng-Sheng Lin
論文名稱:光學懸浮之軸向與橫向作用力之探討
論文名稱(外文):Axial and Transverse Trapping Forces in Optical Levitation
指導教授:邱爾德
指導教授(外文):Arthur Chiou
學位類別:碩士
校院名稱:國立東華大學
系所名稱:電機工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:61
中文關鍵詞:光學嵌住光鉗光學漂浮光學懸浮
外文關鍵詞:Optical Trappingoptical traplevitationOptical Levitation
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光束在微粒上產生的軸向力和橫向力,一直是很難算出的力,因為光束是經聚焦再擴散,所以每個位置的光束半徑皆不同,因此打在微粒上的雷射光power也會不同。我們希望能利用打在微粒上的雷射power,算出微粒所受的作用力。
本論文是利用光學懸浮來計算上述兩個力,原因是當微粒被懸浮在某個高度時,它所受的軸向力就等於(重力–浮力),而重力和浮力我們可以輕而易舉的算出。我們只要能算出雷射光打在微粒球面的power(我們稱Pa),我們就可以算出在光束不同位置軸向力與Pa的比值,我們定義這個比值為K值。由實驗結果,很清楚看到K值隨著微粒離焦點距離的增加,呈現下降的現象。
至於橫向力的量測,我們利用Fiber雷射光側推正被懸浮的微粒,只要能夠算出Fiber雷射光推動微粒的最小推力,就知道微粒被懸浮時所受的橫向力。
由實驗結果明顯看到,微粒在光束不同位置所受的軸向力與橫向力比值,似乎有固定的比值。這對於光束的軸向力與橫向力之計算,將會是相當方便有用。
第一章 緒論
第二章 光學嵌住的基本理論與理論模型
第三章 光學懸浮原理介紹
第四章 光學懸浮之軸向力與橫向力實驗架設與分析
第五章 結論
[1] A.Ashkin,“Acceleration and trapping of particles by radiation pressure”
[2] A.Ashikin,J.M.Dziedzic,J.E.Bjorkholm,S.Chu, “Observation of a single-beam gradient force optical trap for dielectric particles”,Opt. Lett.,11,288(1986)
[3] Karl Otto Greulich,“Micromanipulation by Light in Biology and Medicine”
[4] A.Ashikin,“Optical trapping and manipulation of neutral particles using lasers”,Proc.Nat1.Acad.Sci.USA,94,4854,(1997)
[5]A.Ashkin“Force of a single-beam gradient laser trap on a dielectric sphere in the ray optics regime”
[6] K. T. Gahagan, G. A. Swartzlander, Jr. QELS'97
[7] K. T. Gahagan, G. A. Swartzlander, Jr. L. Opt. Soc. Am., 21,11(1996)
[8] A. Ashkin, Biophys J., 61, 569 (1992)
[9] A. Ashkin and J. M. Dziedzic, Ber. Bunsen-Ges. phys. Chem. 98,254-260(1989)
[10] A. Ashkin and J. M. Dziedzic,”Feedback Stabilization of Optically
Levitated Particles,” Appl. Phys. Lett.,Vol 30,203-205(1997)
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