Amorphous Silicon Nanowires with Low Two-Photon Absorption, High Nonlinearity and Good Stability
我们证明了光学稳定的非晶硅纳米线具有高非线性优值（FOM）~5和高非线性Re（γ）= 1200 W-1 m-1。
2014-05-10 physics.optics
Optical vortex torque measured with optically trapped microbarbells
光学涡旋光束携带轨道角动量，因此对被照明物体施加扭矩。一种电介质微工具-微杠铃-被用于双激光光镊中，以测量聚焦光涡旋的扭矩。工具由于所施加的扭矩而自由旋转，或者由于反作用力而振荡。四种不同的捕获配置提供了不同的扭矩感测方式，并给出了一致的结果。通过将实验结果与数值和分析模型相比较来确定扭矩值。
2019-11-15 physics.optics
Rotational dynamics of optically trapped polymeric nanofibers
报道了聚合物纳米纤维的光捕获及其旋转动力学特性。本文提出了一种利用对称线偏振高斯光束倾斜被困光纤，对聚合物光纤施加扭矩的方法。旋转频率高达10赫兹的测量，这取决于捕获功率，光纤长度和倾斜角。在不同的捕获配置的实验旋转频率与计算的基础上，通过T矩阵形式主义的线性纳米结构的光学捕获和旋转的比较，准确地再现测量数据，提供了一个全面的描述的捕获和旋转动力学。
2009-07-13 physics.optics
Trap-dependent current suppression of optically excited III-V nanowires at cryogenic temperatures
IBM Research（IBM研究院）；University of Glasgow（格拉斯哥大学）；Paul Scherrer Institut（保罗谢尔研究所）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）
本研究首次在低温下研究III-V异质结构，揭示了陷阱状态对电流的温度依赖性抑制机制，并展示了通过热或光能调控陷阱的双调制方法。
2026-02-25 physics.optics
Determining size of an optically trapped particle via modulated Raman spectroscopy
本研究提出利用调制光阱中平均拉曼信号功率与布朗运动的依赖关系，通过分析其随调制频率的变化来确定被捕获微粒的流体力学性质（如尺寸），并基于过阻尼Langevin方程揭示了特定频率下拉曼信号极小值的存在。
2022-09-20 physics.optics
Generally applicable holographic torque measurement for optically trapped particles
本文提出了一种测量任意形状粒子在光阱中所受光矩的方法，该方法是由粒子引起的光的角动量变化来推断的。所有扭矩分量可以从由高NA聚光器的后焦平面中的相机记录的单个干涉图案来确定，所述相机收集所有前向散射光。我们推导出明确的表达式映射在这个平面上的扭矩分量的测量复杂的字段。所需的相位检索的迭代算法，使用已知的光阱的位置作为约束。与单个粒子有关的扭矩是可访问的，以及总扭矩的单独自旋或轨道部分。
2022-02-22 physics.optics
Low-threshold optically pumped lasing in highly strained Ge nanowires
将高效、小型化的IV族激光器集成到CMOS架构中是实现全功能光子集成电路的关键。尽管几年的进展，然而，所有的IV族激光器报道，迄今为止，表现出不切实际的高阈值，由于其不利的能带结构。高应变锗的能带结构发生了根本性的变化，已经成为一种潜在的低阈值增益介质，但还没有任何成功的演示激光从这个看似有前途的材料系统。在这里，我们展示了一个低阈值，紧凑的IV族激光器，采用锗纳米线下的1.6%的单轴拉伸应变作为增益介质。应变锗中放大的材料增益可以充分克服83 K时的光损耗，从而首次观测到光泵浦阈值密度约为3.0 kW cm^-^2的多模激光。我们的演示为光子集成电路的IV族激光器开辟了新的视野。
2017-08-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Apply Non-Hermitian Physics to Realize Ultra-High-Quality Factors of Optically Trapped Particles
本研究利用非厄米物理实现光捕获粒子的超高品质因子，通过分析低摩擦环境中光泵入能量与环境耗散的相互作用，提出增大粒子半径和折射率、采用三角晶格光学团簇及减小晶格常数等策略来增强非厄米力场。
2023-08-31 physics.optics
Equilibrium positions of optically-trapped single-crystal uniaxial calcite
本研究展示了光镊对无双折射对称轴的方解石单晶在三维平移和旋转自由度上的控制，基于感应极化与入射电场相互作用的扭矩模型，确定了晶体在平衡状态下的位置，计算结果与实验观察一致。
2025-07-01 physics.optics
Controlled transfer of transverse optical angular momentum to optically trapped birefringent particles
本文报道了几个波长大小的双折射粒子的横向角动量转移的观测和测量。一个被困的双折射粒子是远远大于纳米粒子系统的横向角动量先前调查。大的双折射粒子与捕获光束及周围流体的相互作用更强，这种技术可用于各种微系统的横向角动量传递研究。因此，它可以用于研究复杂流体的三维动力学以及细胞单层上的剪切。用高度聚焦的光捕获这样的粒子是复杂的，并且可能导致诸如自旋-轨道耦合之类的效应的出现。我们估计的自旋角动量转移使用斯托克斯测量。我们概述了用于控制粒子的光束结构背后的物理原理，对横向自旋角动量转移进行定量测量，并演示了围绕多个旋转轴的流体流动的产生。
2021-08-09 physics.optics
High Kerr nonlinearity hydrogenated amorphous silicon nanowires with low two photon absorption and high optical stability
我们证明了光学稳定的非晶硅纳米线具有高非线性优值（FOM）~5和高非线性Re（γ）= 1200 W-1 m-1。我们在整个实验过程中没有观察到这些参数的退化，包括在至少一个小时的时间尺度上以2 W耦合峰值功率（即~2GW/cm 2）操作的系统研究。
2014-05-12 physics.optics
Orientation of optically trapped nonspherical birefringent particles
虽然在光阱中的微粒的对准和旋转最近受到越来越多的关注，但最早的例子之一几乎完全忽略了粒子相对于光束轴的对准，而不是围绕光束轴。然而，由于对齐扭矩决定了粒子在阱中如何对齐，因此它们与实际应用直接相关。溶菌酶晶体是研究非球形双折射粒子在陷阱中取向的理想模型系统。它们的尺寸和纵横比都可以通过生长参数来控制，并且它们的规则形状使得计算建模变得可行。我们表明，外部形状和内部双折射各向异性有助于对齐扭矩。三维捕获的细长物体根据其尺寸与其长轴平行或垂直于光束轴对齐。形状相关的扭矩可以超过由于双折射引起的扭矩，并且可以使负单轴粒子与它们的光轴平行于电场对准，从而允许围绕光束轴施加光学扭矩。
2006-02-23 physics.optics
Three-dimensional enantiomeric recognition of optically trapped single chiral nanoparticles
我们使用驻波光镊光学捕获独立的单个金属手性纳米粒子。我们还将在陷阱内的旋光设置，允许进行原位手性识别的单一对映异构体。这是通过测量在正向方向上从被捕获的纳米颗粒散射的光束的斯托克斯矢量的S_3分量来完成的。这种独特的光学捕获和手性识别的组合，都在一个单一的设置中实现，打开了新的视角对控制，识别和操纵手性物体在纳米尺度。
2018-05-27 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Nonequilibrium dynamics induced by scattering forces for optically trapped nanoparticles in strongly inertial regimes
作为第一近似，作用在光学捕获粒子上的力通常被假设为保守的。在过阻尼液体环境中，非保守力的影响可以忽略不计。然而，其在欠阻尼状态下的影响仍未得到研究。在这里，我们实验研究的梯度和散射力的非线性动力学的被困粒子在各种气压的综合影响，导致显着的低频噪声过剩沿光轴和环形布朗涡旋的出现。我们的研究结果支持，通过数值模拟和理论模型，提供了基本的见解光镊的功能和调查非平衡稳态的存在下，非保守力的手段。
2019-04-09 cond-mat.stat-mech physics.optics
Viscoelastic dynamics of nanoparticles optically trapped in moving fringe pattern in air-filled hollow-core fiber
Max Planck Institute for the Science of Light（马克斯·普朗克光科学研究所）；Friedrich-Alexander-Universität（弗里德里希-亚历山大大学）
本研究提出了一种在气态空心光子晶体光纤中利用运动条纹图案实现纳米颗粒光学捕获与运输的新方法，通过拖曳力与捕获力的竞争实现颗粒速度振荡，为纳米颗粒表征和粘性力研究提供了新的手段。
2026-02-06 physics.optics
Single photons emitted by nano-crystals optically trapped in a deep parabolic mirror
研究了深抛物柱面镜聚焦下CdSe/CdS点棒的单光子发射。由于这个镜子，我们能够成像几乎全部的4 $π$发射模式的纳米尺寸的基本偶极子和验证的光阱内的棒的对齐。从陷阱中的发射体的运动动力学，我们推断，单光子发射发生从集群包括几个发射体。我们证明了光学捕获的棒状量子发射器的配置适合于有效地耦合的线性偶极子与自由空间中的电磁场的合奏。
2020-01-14 physics.optics quant-ph
Quantum Model of Cooling and Force Sensing With an Optically Trapped Nanoparticle
光学捕获纳米粒子最近出现了令人兴奋的候选人测试的量子力学在宏观尺度和作为多功能平台的超灵敏度计量。最近的实验已经证明了参数反馈冷却，非平衡物理和温度检测，都在经典制度。在这里，我们提供了第一个量子模型被困纳米粒子冷却和力传感。与现有的理论相比，我们的工作表明，纳米机械基态可以在不使用光学谐振器的情况下制备;冷却机制对应于非线性摩擦;并且冷却过程中的能量损失在时间上是非指数的。我们的研究结果与实验数据在经典极限下表现出很好的一致性，并为旨在制备基态的实验提供了一个基本的理论框架。我们的理论还解决了力感测的优化和基本量子极限，从而为使用悬浮纳米粒子进行超弱力的持续搜索提供了理论方向。
2015-12-14 physics.optics quant-ph
Parameter exploration of optically trapped liquid aerosols
在研究$μs$时间尺度上光阱粒子的运动时，在低粘性介质如空气中，惯性不能被忽略。解决不寻常的和有趣的行为没有看到胶体捕获实验是可能的。为了解释这一现象，我们使用功率谱方法进行了参数研究的布朗运动的光学捕获的液体气溶胶液滴集中在临界阻尼制度。我们提出的证据表明，该系统是适当的描述一个简单的谐振子模型，其中必须包括一个描述Faxén的校正，但不一定是频率依赖的流体动力学校正斯托克斯定律。我们还提供了描述系统的行为在几个变量下的结果，并讨论了在解耦的参数负责所观察到的行为的困难。我们表明，由于相对较低的动态粘度和高陷阱刚度，它是很容易转移过阻尼和欠阻尼运动通过实验改变陷阱刚度或阻尼。我们的研究结果表明，稳定的气溶胶捕获可以在欠阻尼条件下实现，但在高捕获功率的有害的光学力的发病防止探测的稳定性上限，由于布朗运动。
2010-06-24 cond-mat.soft physics.optics
Dynamics of phase defects trapped in optically imprinted orbits in dissipative binary polariton condensate
研究了在不同自旋分量的凝聚体之间的交叉相互作用（CI）和自旋轨道相互作用（SOI）的影响下，二元极化激元凝聚体中有限光学印记环晶格中的相位缺陷的动力学行为.在这种结构中，我们发现由于极化子流体中的马格努斯力的作用，涡旋在光致轨道中单向循环，并且涡旋的角速度受到SOI和CI的影响。有趣的是，在我们的系统中，这两种相互作用也可以导致拉长和冻结的相位缺陷，形成一个冻结的暗解类似于暗孤子，但在两个自旋分量的有限大小。当暗溶液被进一步拉伸占据整个凝聚环轨道时，相位缺陷触发蛇不稳定性并导致暗环溶液的衰变。单涡的环流方向由马格努斯力决定。这种情况是更复杂的多涡群运动，因为显着的涡反涡相互作用。然而，这种涡旋星座的集体运动可以由SOI确定。
2021-12-17 cond-mat.quant-gas physics.optics
Collective scattering and oscillation modes of optically bound point particles trapped in a single mode waveguide field
激光的集体相干散射在可极化的点粒子之间产生强的光力。这些偶极力在光波导的场中在幅度和距离上被强烈增强，使得在低温下粒子以强约束的规则图案自排序。静止配置通常表现出具有强粒子和光约束的超辐射散射。在这里，我们研究的集体激发的自洽晶体粒子光结构的粒子数和泵强度的函数。多重散射和吸收改变了集体粒子场的本征频率，并产生了令人惊讶的复杂性质的本征模。对于较大的阵列，这往往会导致动态不稳定性和解体的结构，即使额外的阻尼存在。
2015-09-04 physics.optics quant-ph
In-vivo characterization of optically trapped Brownianprobes at a glance
鉴于细胞质粘度的频率依赖性和空间不均匀性，以及对介质折射率的准确了解的要求，体内光学捕获颗粒的校准已经变得复杂。此外，已经证明，介质粘度取决于测量探针，从而导致对于甚至微米尺寸的颗粒的测量的可靠性问题。在这里，我们采用了最近的扩展杰弗里的粘弹性模型在微观领域，以适应被动的运动功率谱的微米级的光捕获颗粒嵌入在粘弹性介质。我们发现MCF7细胞中的0 Hz粘度与文献中的典型粘度值之间具有极好的一致性，预期细胞质溶剂内蛋白质的典型浓度在2至16 mPa秒之间。这通过依赖于小的热位移而绕过了对探针尺寸的依赖。我们的弛豫时间的测量值也与磁镊报告的值相匹配，约为0.1秒。最后，我们校准的光镊，并证明该技术的有效性，在体内平移运动的研究。
2019-09-18 physics.bio-ph physics.flu-dyn physics.optics
Optically trapped exciton-polariton condensates in a perovskite microcavity
Institute of Experimental Physics, Faculty of Physics, University of Warsaw（华沙大学物理学院实验物理研究所）；Łukasiewicz Research Network - Institute of Microelectronics and Photonics（卢卡谢维奇研究网络微电子与光子学研究所）；Institute of Applied Physics, Military University of Technology（军事技术大学应用物理研究所）；Institute of Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理研究所）；Science Institute, University of Iceland（冰岛大学科学研究所）
本研究在钙钛矿微腔中实现室温光学囚禁和高阶角谐波生成，通过非共振激发探索了凝聚态从花瓣状到波纹状的转变，为可重构非线性激光提供新途径。
2026-01-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optomechanics of Levitated Dielectric Particles
本文综述了近年来真空中光阱微球和纳米粒子的光力学研究工作，这些研究为宏观量子力学和超灵敏力检测提供了理想的系统。真空中的光学捕获粒子具有机械质量品质因数，因为它与热环境良好隔离。它的振荡频率可以通过改变捕获激光器的功率来实时调谐。此外，真空中的光学捕获粒子可以自由旋转，这是一种在箝位机械振荡器中不存在的独特性质。本文主要介绍了空气和真空中介质粒子的光阱研究现状，室温下介质粒子的布朗运动，布朗运动的反馈冷却和腔冷却。我们也将讨论利用光阱介电粒子来研究宏观量子力学和超灵敏力检测。应用范围从创建宏观薛定谔猫态，测试量子波函数的客观坍缩模型，测量卡西米尔力，搜索短程非牛顿引力，以检测引力波。
2013-08-21 physics.optics quant-ph
Probing the dynamics of an optically trapped particle by phase sensitive back focal plane interferometry
光学捕获粒子的动力学通常通过使用位置敏感检测器测量来自粒子的反向散射光的强度偏移来确定。我们提出了一种技术，该技术使用平衡检测在外部马赫-曾德干涉仪方案中测量后向散射光的相位，在该方案中，我们分离出并击败来自珠子的散射光和来自捕获室的顶面的散射光。与基于强度的检测相比，该技术提高了轴向运动分辨率，并且还可以用于测量被捕获颗粒的横向运动。此外，我们能够跟踪布朗运动的捕获1和3 $μ$ m直径珠从相位抖动和显示，类似于基于强度的测量，相位测量也可以用来同时确定位移的捕获珠以及弹性常数的陷阱。对于横向位移，我们已经匹配我们的实验结果与横向位移的背散射光的整体相位轮廓的模拟，通过使用平面波分解结合米氏散射理论。的位置分辨率是有限的干涉仪的路径漂移，我们目前已经减少，以获得约2 nm的位移分辨率为1.1 $μ$ m直径的探头锁定干涉仪的频率稳定的二极管激光器。
2012-01-11 physics.ins-det physics.optics
Hydrodynamic synchronization of autonomously oscillating optically trapped particles
椭圆形的微米级胶体颗粒在聚焦激光束中可以自发振荡。如果两个振荡的粒子保持接近，它们的振荡通过流体动力学相互作用同步。同步的程度取决于振子之间的距离和它们的方向。由于流体动力学耦合的各向异性，当粒子沿振荡方向排列时，同步性最强。对于排成一行的许多振荡粒子也观察到类似的行为。实验观察结果很好地再现了一个模型，该模型使用的光学力和流体动力学相互作用的现象学描述。我们的研究结果表明，振荡椭球粒子可以作为一个模型系统，研究生物纤毛之间的流体动力学同步。
2015-03-09 cond-mat.soft physics.flu-dyn physics.optics
Optical characterization of size- and substrate-dependent performance of ultraviolet hybrid plasmonic nanowire lasers
本文通过单纳米线光学表征与高通量PL光谱，研究Ag、Al衬底上ZnO纳米线紫外混合等离激元激光器，揭示衬底色散与纳米线直径对激子-表面等离激元耦合及器件性能的调控作用。
2024-05-08 physics.optics
Dynamic Acoustic Control of Individual Optically Active Quantum Dot-like Emission Centers in Heterostructure Nanowires
我们对径向异质结GaAs-Al_（0.3）Ga_（0.7）As纳米线中发射中心的光学性质进行了探测和控制，发现这些位于Al_（0.3）Ga_（0.7）As层中的发射中心可以表现出量子点的特征。我们采用一个射频表面声波动态控制他们的发射能量和占用状态在纳秒的时间尺度。在频谱振荡，我们确定明确的签名所产生的机械和电气组件的表面声波。此外，单个量子点的不同发射谱线在声循环过程中表现出明显的反相关强度衰减.这些产生于从量子点到径向异质结构中的连续体的动态触发的载流子提取。使用有限元建模和Wentzel-Kramers-Brillouin理论，我们确定量子隧穿的基本机制。这些模拟结果定量地再现了所观察到的开关，并表明在我们的系统中，这些量子点与连续谱在空间上分离> 10.5 nm。
2014-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
A micro dalton resolution mass sensor using optically cooled microdisks via short-time measurement
我们提出了一个质量传感器，使用光学捕获和冷却的介质微盘与“测量后冷却”的计划。真空中被困粒子的质心运动可能会经历极低的耗散，从而与热浴产生鲁棒的解耦。因此，测量可以在光机冷却完成后声子数跳跃之前的短时间内完成。这种方法可以导致10^（-6）道尔顿的质量灵敏度，这比一个电子的质量小一千倍。
2018-07-09 physics.app-ph physics.optics
Thermally limited force microscopy on optically trapped single metallic nanoparticles
提出并评价了一种基于驻波光阱的新型光学力显微镜。我们的显微镜，在现场校准和动态模式下运行，能够捕获，而不加热，作为一个高度敏感的探针外部辐射压力的单个金属纳米粒子的150 nm。基于Allan偏差的稳定性分析的设置产生了最佳的0.1 Hz的测量带宽，在该显微镜是热限制。在这个带宽，并与一个真正的正弦波外部驱动器，我们证明了一个光学力分辨率下降到3 fN在室温下的水与力检测的动态范围，覆盖近2个数量级。在光阱的受限和自由扩散状态下都能达到这种分辨率。在后者中，我们测量$10^{-11}$ m引起的位移上的被困纳米粒子，空间上限制在小于25 nm沿光轴。
2019-01-24 physics.app-ph physics.optics
Precise in situ radius measurement of individual optically trapped microspheres using negative optical torque exerted by focused vortex beams
提出一种利用聚焦涡旋光束的负光力矩测量光阱微球半径的新方法，通过Stokes拖曳力使微球离轴旋转，并结合Mie-Debye理论拟合数据，实现精确的原位半径测量及光学像差探测。
2023-12-28 physics.app-ph physics.optics
Machine learning reveals complex behaviours in optically trapped particles
自20世纪80年代发明以来[1]，光镊已经发现了广泛的应用，从生物光子学和机械生物学到显微镜和光机械学[2，3，4，5]。通常需要模拟由光镊保持的微观粒子的运动来探索复杂的现象并解释实验数据[6，7，8，9]。为了计算效率，这些模拟通常将光镊建模为谐波势[10，11]。然而，需要更精确的物理光学散射模型[12，13，14，15]来精确地模拟更复杂的系统;对于复杂场产生的光学陷阱尤其如此[16，17，18，19]。虽然准确，但这些模型对于超过一个或两个自由度（DoF）的问题往往非常缓慢[20]，这限制了它们的广泛采用。在这里，我们证明了机器学习允许将谐波模型的速度与光散射模型的准确性相结合。具体来说，我们证明了神经网络可以被训练成快速准确地预测作用在微观粒子上的光学力。我们证明了这种方法的实用性上的两个现象，是令人望而却步的缓慢，否则准确地模拟：逃逸动力学的膨胀微粒在光阱中，和粒子的旋转速率的叠加光束具有相反的轨道角动量。由于其高速度和准确性，该方法可以大大提高可以有效模拟和研究的现象范围。
2020-04-17 physics.optics
Probing surfactant bilayer interactions by tracking optically trapped single nanoparticles
单粒子跟踪和光镊是在微观尺度上研究各种过程的强大技术。显微镜下可观察到的颗粒的随机行为包含关于其与周围分子相互作用的信息，并且光学镊子可以通过其将颗粒约束到感兴趣区域的能力进一步促进这种观察。虽然这些技术最初应用于生物学，但它们也可以通过实时揭示纳米级形态和分子水平的相互作用来揭示胶体和界面现象，这在传统的系综分析中已经被掩盖了。在这里，我们展示了应用单粒子跟踪和光镊研究分子在固液界面的相互作用。具体来说，我们调查的行为，表面活性剂在水玻璃界面跟踪他们的相互作用与金纳米粒子，这些分子被光学捕获。我们发现了粒子运动的基本机制，这可以通过界面处表面活性剂单体之间的疏水相互作用、破坏和重排来解释。这种解释得到了对单个轨迹的统计分析以及与理论预测的比较的进一步支持。我们的研究结果提供了新的见解，在这个特定的系统中的表面活性剂动力学，但也说明了单粒子跟踪和光学操纵的承诺，在研究纳米级的表面和界面的物理和化学。
2022-04-14 cond-mat.soft physics.optics
Nanowire photonic crystal waveguides for single-atom trapping and strong light-matter interactions
我们提出了一个全面的研究色散工程纳米线光子晶体波导适用于量子光学和原子物理学与光学囚禁原子的实验。提供了详细的设计方法和规格，是用于创建在近红外低光损耗的氮化硅波导的加工步骤。波导的光学特性和功率处理能力的测量也提出。
2014-02-05 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Observation of σ-πcoupling and mode selection in optically trapped artificial polariton molecules
本研究利用光学捕获的极化激元凝聚体，探索第一激发p态流形间的耦合，揭示基于激发参数的丰富图案，并展示其在模拟σ和π分子成键机制方面的潜力。
2025-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Spin-based magnetic detection of optically trapped single cell in microfluidic channel
Hefei National Laboratory, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学合肥国家实验室）
本文提出一种结合量子磁力计与光学镊子的磁学检测方法，用于高精度单细胞分析，能有效克服生物组织中的荧光检测挑战。
2026-04-05 physics.optics quant-ph
Weighing an optically trapped microsphere in thermal equilibrium with air
我们报道了一个光学捕获的二氧化硅微球浸没在空气中的称重计量实验。基于波动的热平衡，三种不同的质量测量进行了研究，每一个产生的两个原则的方法之一。第一种方法是基于频谱分析，并能够同时提取各种系统参数。此外，光谱法测量质量的系统相对不确定度在3s内为3.0%，统计相对不确定度在几种捕获激光功率下为0.9%。从谱方法学习的参数值用作基于均分定理的第二种方法的输入或校准步骤。均分法给出了两个额外的质量测量与系统和统计的相对不确定性略大于在光谱法中获得的，但在一个时间间隔短10倍。我们的质量估计，这是在强环境耦合的情况下获得的，具有不确定性相比，在力驱动的计量实验与真空中的纳米球。此外，准确和精确地知道微球的质量将使基于空气的传感应用成为可能。
2020-10-02 physics.app-ph physics.ins-det physics.optics
Stability and dynamics of optically levitated dielectric disks in a Gaussian standing wave beyond the harmonic approximation
本文对半径为$2~μ\text{m}$、折射率为$n=1.45$和$n=2.0$的介质圆盘以及半径为200 nm、折射率为$n=1.45$的介质圆盘在高斯驻波中所受的力和力矩进行了理论分析。的力和扭矩的计算进行了分析和数值计算，使用离散偶极子近似方法。除了谐波项之外，势能中的三阶平移-旋转耦合项在描述瑞利极限之外的圆盘动力学时是重要的和必要的考虑因素。耦合项是圆盘耦合有限扩展到高斯和驻波几何光束的结果。最受耦合项影响的自由度的动态表现出几个边带的功率谱密度证明。模拟结果表明，对于高斯光束腰的$1-4~μ\text{m}$的光盘保持稳定的捕获。
2020-08-19 physics.optics
Nanojet Visualization and Dark-field Imaging of Optically Trapped Vaterite Capsules with Endoscopic Illumination
针对传统光镊暗场成像检测各向异性复杂颗粒时收集角度小、易遗漏散射特征的问题，提出内窥镜暗场照明方案，分离照明与收集路径以高数值孔径收集散射光，实现了光捕获球霰石胶囊不同取向的光学性质表征及偏振依赖长程光子纳米射流的可视化。
2024-04-17 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Giant increase of temporal coherence in optically trapped polariton condensate
相干玻色子系综提供了在光子和量子线路中利用量子效应的希望。在动态平衡状态下，激子-极化激元散射诱导的去相干性阻碍了极化激元凝聚的应用。通过空间分离的冷凝从水库，我们驱动系统进入弱相互作用制度，在那里的系综相干时间超过了近三个数量级的单个粒子的寿命。观察到的纳秒相干性提供了极化激元自相互作用的上限。与传统的光子激光器相比，我们观察到的超泊松成分的冷凝物的整体粒子数波动的贡献增加。再加上最近出现的量子机制在极化激振，相干时间延长到几纳秒有利于实现量子信息协议。
2019-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Giant Faraday rotation of high-order plasmonic modes in graphene-covered nanowires
纳米线中的等离子体法拉第旋转表现为高阶表面等离子体极化激元（SPP）模式的空间强度分布围绕纳米线轴的旋转。在这里，我们从理论上预测了巨大的法拉第旋转的SPP石墨烯涂层的磁光活性纳米线上传播。在沿着纳米线轴指向的外部磁场反转时，一些高阶等离子体激元模式可以在中红外频率下在约500 nm的尺度上旋转高达~ 100度。通过化学掺杂或栅极电压调谐石墨烯中的载流子浓度允许控制SPP性质，并且特别是高阶方位角模式的旋转角。我们的研究结果打开了一扇大门，新的等离子体激元的应用，从基于硅基法拉第隔离器的量子光学应用中的磁控制。
2016-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Electron spin resonance of nitrogen-vacancy centers in optically trapped nanodiamonds
使用光镊装置，我们展示了三维控制的纳米金刚石在溶液中的同时读出的基态电子自旋共振（ESR）跃迁的金刚石氮空位（NV）的颜色中心的合奏。尽管运动和随机取向的NV中心悬浮在光阱中，我们观察到不同的峰在测量的ESR光谱定性类似于相同的测量散装。考虑到随机动力学，我们模拟了在外部施加的磁场中观察到的ESR谱，以使溶液中的直流磁力测定法成为可能。根据ESR谱线形状的变化，我们估计直流磁场灵敏度约为50微特斯拉/赫兹^[1/2]。该技术可以提供用于在流体环境和生物物理系统中进行基于自旋的磁、电和热感测的途径，现有的扫描探针技术无法实现该途径。
2012-06-07 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Optothermal pulling, trapping, and assembly of colloids using nanowire plasmons
胶体的光激发可以用来实现不平衡的软物质系统。在本文中，我们提出了我们的实验研究在银纳米线传播表面等离子体激元（SPPs）附近的二氧化硅胶体的动力学。由于光热相互作用，胶体被定向拉向纳米线的激发点。在到达这一点后，它们被时空地捕获在激发位置周围。通过增加体系中胶体的浓度，我们观察到纳米线周围的多粒子组装。这个过程是由SPP热驱动和协助。此外，我们发现这样的组件是敏感的激发极化在输入的纳米线。数值模拟的温度分布周围的照明纳米线证实了灵敏度的激发极化。我们的研究将有助于探索等离子体激元辅助的光热吸引、捕获和组装胶体，并可作为等离子体激元驱动的活性物质的实验平台。
2021-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.app-ph
Windmill droplets. Optically induced rotation of biphase oil-in-water droplets
本研究发现光阱中特定结构的双相水包油液滴会产生与光功率成正比的稳定旋转，还可通过序列激活环形光阱间接驱动液滴定向，揭示了非平衡光学操控新现象，为微流控器件及不对称粒子操控研究提供新思路。
2024-10-07 cond-mat.soft physics.app-ph physics.optics
An optically trapped mirror for reaching the standard quantum limit
University of Tokyo（东京大学）
本文提出利用三角光学腔体克服传统光学腔体在稳定性和灵敏度间的权衡问题，通过光学正扭簧效应实现高灵敏度的力测量。
2014-05-19 cs.SY eess.SY physics.optics
Qubit Gate Operations in Elliptically Trapped Polariton Condensates
本文提出以椭圆光阱中极化激元凝聚体的p态叠加作为可光学调控量子比特，设计单比特与CPHASE、iSWAP、CNOT双比特门，并评估退相等误差及DiVincenzo可行性。
2023-09-29 physics.optics quant-ph
Motion of an optically torqued nanorod: the overdamped case
最近的一个实验[W。A.谢尔顿{ \emph{et\ al.} }，物理学\修订版本\ E { \bf{71} }，036204（2005）]测量了被捕获在粘性流体中的纳米棒对由入射光频电磁波产生的扭矩的响应。描述这种运动的非线性微分方程类似于有阻尼的、受驱动的摆。该方程的过阻尼极限已被解析求解。我们分析了这个解决方案的性质相比，实验的观察，发现非常接近的协议。
2016-01-11 physics.flu-dyn physics.optics
Observation of cooperatively enhanced atomic dipole forces from NV centers in optically trapped nanodiamonds
自1970年Ashkin的早期工作以来，光学捕获已经成为操纵小颗粒（如微米大小的珠子或单个原子）的最强大的工具之一。光阱机制基于偶极和激光的电场的相互作用能。在原子捕获中，主要贡献通常来自最接近激光波长的允许光学跃迁，而对于介观粒子，它由材料的体极化率给出。这两种不同的光学陷阱已经共存了几十年，没有任何直接的联系，导致了两种非常不同的应用背景：一种是主要在生物环境中捕获小物体，另一种是量子光学领域中单个中性原子的偶极陷阱。在这里，我们表明，纳米金刚石晶体含有人工原子，所谓的氮空位（NV）色心，这两个制度的光陷阱可以同时观察到，即使在嘈杂的液体环境。对于在色心的零声子线跃迁附近的波长，我们观察到一个显着的修改（$10\%$）的整体捕获强度。最值得注意的是，我们的实验结果表明，由于大量的人工原子，集体效应大大有助于观察到的陷阱强度修改。我们的方法将强大的原子物理工具箱添加到纳米操纵领域。
2015-11-15 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Real-Time Kalman Filter: Cooling of an Optically Levitated Nanoparticle
我们证明，卡尔曼滤波器应用于估计的位置的光学悬浮的纳米粒子，并在现场可编程门阵列（FPGA）内实时操作，是足以执行闭环参数反馈冷却的中心的质量运动到亚开尔文温度。沿着被捕获的纳米颗粒的光轴的平移质心运动已经被冷却了三个数量级，从300 K的温度到162 +/-15 mK的温度。
2018-04-13 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
