zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-1354Research ArticleСПЕКТРОСКОПИЯ НАНОСТРУКТУРSPECTROSCOPY OF NANOSTRUCTUREЛокализация диэлектрической сферической наночастицы под действием градиентной силы в интерференционном поле, формируемом при наложении встречных пучков лазерного излученияLocalization of a Dielectric Spherical Nanoparticle under the Action of a Gradient Force in an Interference Field Formed by the Superposition of Oncoming Laser BeamsСвистунА. Ч.SvistunA. Ch.

Гродно,

gls@grsu.by

Grodno

svistun_ach@grsu.byМусафировЭ. В.MusafirovE. V.

Гродно

Grodno

ГайдаЛ. С.GaidaL. S.

Гродно

Grodno

МатукЕ. В.MatukE. V.

Гродно

Grodno

Гродненский государственный университет им. Янки КупалыYanka Kupala State University of Grodno202324082023904599605Copyright © Свистун А.Ч., Мусафиров Э.В., Гайда Л.С., Матук Е.В., 20232023Свистун А.Ч., Мусафиров Э.В., Гайда Л.С., Матук Е.В.Svistun A.C., Musafirov E.V., Gaida L.S., Matuk E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1354

Детально исследована градиентная компонента силы светового давления, действующая на сферическую диэлектрическую наночастицу (НЧ), находящуюся в интерференционном поле, формируемом при наложении встречных пучков лазерного излучения. Проведен теоретический анализ качественного поведения решений основного уравнения динамики для движения прозрачной НЧ сферической формы в пространственно модулированном лазерном луче под действием градиентной силы. Экспериментально показано, что в интерференционном поле двух плоских встречных электромагнитных волн возникают силы, способные приводить в движение наноразмерные частицы, находящиеся в жидких средах. Экспериментальные результаты согласуются с теоретическими.

The gradient component of the light pressure force acting on a spherical dielectric nanoparticle located in an interference field formed by the superposition of oncoming laser beams is studied in detail. A theoretical analysis of the qualitative behavior of solutions to the basic dynamics equation for the motion of a transparent spherical nanoparticle in a spatially modulated laser beam under the action of a gradient force is carried out. It has been experimentally shown that forces capable of driving nanoscale particles in liquid media arise in the interference field of two plane counter-electromagnetic waves. The experimental results agree with the theoretical results.

диэлектрические наночастицырадиационные силырассеяние светаинтерференция электромагнитных волнdielectric nanoparticlesradiation forceslight scatteringinterference of electromagnetic wavesReferencesI. I. Smalyukh, D. S. Kaputa, A. V. Kachynski, A. N. Kuzmin, P. N. Prasad. Opt. Express, 15, N 7 (2007) 4359—4371I. I. Smalyukh, D. S. Kaputa, A. V. Kachynski, A. N. Kuzmin, P. N. Prasad. Opt. Express, 15, N 7 (2007) 4359—4371А. Эшкин. УФН, 110, № 1 (1973) 101—116А. Эшкин. УФН, 110, № 1 (1973) 101—116 [A. Ashkin. Physics Uspekhi, 110, N 1 (1973) 101—116]А. Ч. Свистун, Л. С. Гайда, Е. В. Матук. Журн. прикл. спектр., 86, № 2 (2019) 298—303A. C. Svistun, L. S. Gaida, E. V. Matuk. J. Appl. Spectr., 86, N 2 (2019) 298—303A. Rohrbach, E. H. K. Stelzer. J. Opt. Soc. Am. A, 18 (2001) 839—853A. Rohrbach, E. H. K. Stelzer. J. Opt. Soc. Am. A, 18 (2001) 839—853А. А. Афанасьев, Л. С. Гайда, А. Ч. Свистун. Журн. прикл. спектр., 83, № 6 (2016) 77—78A. A. Afanas’ev, L. S. Gaida, A. C. Svistun. J. Appl. Spectr., 83, N 6 (2016) 77—78А. А. Афанасьев, Л. С. Гайда, Д. В. Гузатов, А. Н. Рубинов, А. Ч. Свистун. Квант. электрон., 45, № 10 (2015) 604—607A. A. Afanas’ev, L. S. Gaida, D. V. Guzatov, A. N. Rubinov, A. C. Svistun. Quantum Electron., 45, N 10 (2015) 604—607Л. С. Гайда, Д. В. Гузатов, М. И. Игнатовский, А. Ч. Свистун. Вестн. ГрГУ им. Я. Купалы. Сер. 2, № 1 (77) (2009) 121—127Л. С. Гайда, Д. В. Гузатов, М. И. Игнатовский, А. Ч. Свистун. Вестн. ГрГУ им. Я. Купалы. Сер. 2, № 1 (77) (2009) 121—127А. А. Афанасьев, А. Н. Рубинов, С. Ю. Михневич, И. Е. Ермолаев. ЖЭТФ, 128, № 3 (2005) 451—463A. A. Afanas’ev, A. N. Rubinov, S. U. Mihnevich, I. E. Ermolaev. JETP, 128, N 3 (2005) 451—463А. А. Афанасьев, В. М. Катаркевич, А. Н. Рубинов, Т. Ш. Эфендиев. Журн. прикл. спектр., 69, № 5 (2002) 675—679A. A. Afanas’ev, V. M. Katarkevich, A. N. Rubinov, T. Sh. Efendiev. J. Appl. Spectr., 69, N 5 (2002) 782—787С. А. Ахманов, С. Ю. Никитин. Физическая оптика, Москва, МГУ (1998) 476—480С. А. Ахманов, С. Ю. Никитин. Физическая оптика, Москва, МГУ (1998) 476—480Г. А. Аскарьян. УФН, 110, № 1 (1973) 115—116G. A. Askar’jan. Physics Uspekhi, 110, N 1 (1973) 115—116Д. В. Гузатов, Л. С. Гайда, А. А. Афанасьев. Квант. электрон., 38, № 12 (2008) 1155—1162D. V. Guzatov, L. S. Gaida, A. A. Afanas’ev. Quantum Electron., 38, N 12 (2008) 1155—1162А. А. Афанасьев, В. М. Катаркевич, А. Н. Рубинов, Т. Ш. Эфендиев. Журн. прикл. спектр., 69, № 5 (2002) 675—679A. A. Afanas’ev, V. M. Katarkevich, A. N. Rubinov, T. Sh. Efendiev. J. Appl. Spectr., 69, N 5 (2002) 782—787В. А. Олещенко, В. В. Безотосный, В. Ю. Тимошенко. Квант. электрон., 50, № 2 (2020) 104—108V. A. Oleshhenko, V. V. Bezotosnyj, V. Ju. Timoshenko. Quantum Electron., 50, N 2 (2020) 104—108Г. Ван де Хюлст. Рассеяние света малыми частицами, Москва, Иностр. лит. (1961) 104—144Г. Ван де Хюлст. Рассеяние света малыми частицами, Москва, Иностр. лит. (1961) 104—144А. А. Афанасьев, Д. В. Новицкий. Опт. и спектр., 125, № 6 (2018) 774—777A. A. Afanas’ev, D. V. Novitsky. Opt. and Spectrosc., 125, N 6 (2018) 774—777A. Ashkin, J. M. Dziedzic, J. E. Bjorkholm, S. Chu. Opt. Lett., 11 (1986) 288—290A. Ashkin, J. M. Dziedzic, J. E. Bjorkholm, S. Chu. Opt. Lett., 11 (1986) 288—290Y. Harada, T. Asakura. Opt. Commun., 124 (1996) 529—541Y. Harada, T. Asakura. Opt. Commun., 124 (1996) 529—541А. А. Андронов, А. А. Витт, С. Э. Хайкин. Теория колебаний, Москва, Физматгиз (1959) 170А. А. Андронов, А. А. Витт, С. Э. Хайкин. Теория колебаний, Москва, Физматгиз (1959) 170D. Hinrichsen, A. J. Pritchard. Mathematical Systems Theory I. Modelling State Space Analysis Stability and Robustness, Berlin, Springer (2010) 241D. Hinrichsen, A. J. Pritchard. Mathematical Systems Theory I. Modelling State Space Analysis Stability and Robustness, Berlin, Springer (2010) 241Н. Н. Баутин, Е. А. Леонтович. Методы и приемы качественного исследования динамических систем на плоскости, Москва, Наука (1990) 68, 212Н. Н. Баутин, Е. А. Леонтович. Методы и приемы качественного исследования динамических систем на плоскости, Москва, Наука (1990) 68, 212A. Ashkin. Phys. Rev. Lett., 24 (1970) 156—159A. Ashkin. Phys. Rev. Lett., 24 (1970) 156—159A. Ashkin. Biophys. J., 61 (1992) 569—582A. Ashkin. Biophys. J., 61 (1992) 569—582P. Zemánek, A. Jonáš, L. Šrámek, M. Liška. Opt. Lett., 24, N 21 (1999) 1448—1450P. Zemánek, A. Jonáš, L. Šrámek, M. Liška. Opt. Lett., 24, N 21 (1999) 1448—1450M. P. Macdonald, G. C. Spalding, K. Dholakia. Nature, 426 (2003) 421—424M. P. Macdonald, G. C. Spalding, K. Dholakia. Nature, 426 (2003) 421—424K. D. Wulf. Opt. Express, 14, N 9 (2006) 4170—4175K. D. Wulf. Opt. Express, 14, N 9 (2006) 4170—4175E. Musafirov. Dynamics of Continuous, Discrete and Impulsive Systems B: Applications and Algorithms, 29, N 6 (2022) 447—454E. Musafirov. Dynamics of Continuous, Discrete and Impulsive Systems B: Applications and Algorithms, 29, N 6 (2022) 447—454M. V. Savelyev, A. D. Remzov. Comp. Opt., 46, N 4 (2022) 547—554M. V. Savelyev, A. D. Remzov. Comp. Opt., 46, N 4 (2022) 547—554Y. Li, L. Zhou, N. Zhao. Opt. Lett., 46, N 1 (2021) 106—109Y. Li, L. Zhou, N. Zhao. Opt. Lett., 46, N 1 (2021) 106—109C. Y. Chuang, M. Zammit, M. L. Whitmore, M. J. Comstock. J. Phys. Chem. A, 123 (2019) 9612—9620C. Y. Chuang, M. Zammit, M. L. Whitmore, M. J. Comstock. J. Phys. Chem. A, 123 (2019) 9612—9620Y. Yang, Y. Ren, M. Chen, Y. Arita, C. Rosales-Guzmán. Adv. Photon., 3, N 3 (2021) 1—40Y. Yang, Y. Ren, M. Chen, Y. Arita, C. Rosales-Guzmán. Adv. Photon., 3, N 3 (2021) 1—40A. Kritzinger, A. Forbes, P. B. C. Forbes. Sci. Rep., 12 (2022) 17690A. Kritzinger, A. Forbes, P. B. C. Forbes. Sci. Rep., 12 (2022) 17690

The authors declare that there are no conflicts of interest present.