| 基于有限元仿真的硅基纳米光镊结构的设计 |
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| 引用本文： | 高奎,宋五洲,朱晨俊,夏蒙柔.基于有限元仿真的硅基纳米光镊结构的设计[J].光子学报,2019,48(9). |
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| 作者姓名： | 高奎 宋五洲 朱晨俊 夏蒙柔 |
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| 作者单位： | 华中科技大学 材料科学与工程学院 连接与电子封装中心,武汉,430074;华中科技大学 材料科学与工程学院 连接与电子封装中心,武汉,430074;华中科技大学 材料科学与工程学院 连接与电子封装中心,武汉,430074;华中科技大学 材料科学与工程学院 连接与电子封装中心,武汉,430074 |
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| 基金项目： | 华中科技大学人才引进基金 |
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| 摘 要： | 针对金属表面等离激元光镊热损耗问题,设计了一种硅基双纳米柱加纳米环的光镊结构.通过有限元仿真在1 064nm入射光场下计算了三种不同硅基纳米结构(硅基纳米球、纳米柱、纳米环)的场增强效果.利用硅基纳米结构光学共振机理,设计了一种电场增强倍数达到7.39倍的硅基双纳米柱光镊结构.在此基础上,增加纳米环使光镊结构的环中心与双纳米柱间隙产生光学共振耦合现象,得到的电场增强倍数高达11.9倍,形成了稳定的光学势阱.最后采用麦克斯韦应力张量法对硅基光镊中不同直径的聚苯乙烯小球进行了捕获分析,并在x、y、z方向上计算分析了直径为25nm的聚苯乙烯小球在不同位置的捕获力、捕获势能以及捕获刚度.设计的硅基纳米双圆柱加纳米环的光镊结构能够对聚苯乙烯小球起到良好的捕获效果.
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| 关 键 词： | 光镊 表面光学 电介质材料 有限元分析 光学共振 |
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