Toroidal nano-traps for cold polar molecules
由于电磁能的控制和限制，在表面增强光谱学和分子等离子体的新兴应用中具有重要意义的光学区域中的金属纳米颗粒中的电子激发也可能具有控制纳米颗粒和分子运动的潜力。在这里，我们提出了一个概念，用于捕获极化粒子和分子使用环形金属纳米粒子。具体而言，金纳米环的散射特性和场分布进行了研究，计算表明，这些光学共振粒子入射光子的响应允许形成纳米级陷阱时，适当的纵横比，光子波长和偏振被认为是。然而，有趣的是，纳米环的共振等离子体激元响应被证明是有害的陷阱形成。结果与纯量电势一阶扰动准静态极限下的解析计算结果吻合较好。通过获得纳米环二聚体和三聚体的场分布，提出了将单个纳米环的捕获特性扩展到二维纳米环阵列的可能性。
2015-08-26 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Mirror-enhanced plasmonic nanoaperture for ultrahigh optical force generation with minimal heat generation
本文提出带反射层的新型DNH等离子体光镊，在共振照明下增强电场与光学力并高效散热，实现小细胞外囊泡低功率捕获。
2023-07-11 physics.app-ph physics.optics
Plasmonic Optical Tweezers based on Nanostructures: fundamentals, advances and prospects
金属纳米结构在亚波长尺度上限制光的能力使纳米技术领域有了新的前景和机会。利用这一独特的优势，纳米光学捕获技术已被开发出来，以应对从生物学到量子光学等广泛领域的新挑战。本文从基础理论出发，综述了近场光学操纵技术在金属纳米结构上的研究进展，重点介绍了近场光学操纵技术在分子技术中的一些最有前途的进展，如对生物单分子的精确控制。我们还提供了一个概述纳米操纵技术的未来可能的研究方向。
2019-07-25 physics.optics
Disruptive Forces in Metamaterial Tweezers for Trapping 20 nm Nanoparticles Based on Molecular Graphene Quantum Dots
本研究使用超材料等离激元光镊实现了20 nm分子石墨烯量子点纳米颗粒的捕获，发现光强超过临界值会导致约16°C温升并破坏捕获性能，从而确定了安全的光强区间，可用于荧光粒子和量子发射体的纳米定位及单光子源配置。
2024-10-15 physics.app-ph physics.optics
Morphology-Driven optimization of Double Nanohole-based Plasmonic Optical Tweezers
University of Fribourg（弗里堡大学）；Stanford University（斯坦福大学）；Sorbonne Université（索邦大学）
本研究通过系统模拟和形态表征对双纳米孔结构的参数进行优化，以提高光学镊子的 trapping stiffness、局部电场约束和传输变化（ΔTT），同时降低所需光功率，从而提升其在单分子生物物理中的应用性能。
2026-09-01 physics.app-ph physics.bio-ph physics.optics
Single Molecule SERS in a Single Gold Nanoparticle-driven Thermoplasmonic Tweezer
表面增强拉曼散射（SERS）是一种光学敏感和化学特异性的检测单分子光谱特征的方法。在低激光功率下促进光学捕获纳米颗粒的这种能力仍然是一个重大的挑战。在这封信中，我们展示了单分子SERS签名在可逆组件中的捕获等离子体纳米粒子使用单一的激光激发（633 nm）。重要的是，这种陷阱是由滴注在玻璃表面上的单个金纳米颗粒的热等离子体场促进的。我们采用双分析物SERS技术来确定单分子的统计特征，并确定提供这种灵敏度的热等离子体镊子的关键参数。此外，我们展示了这种低功率（$\approx$ 0.1 mW/ $μ$ m^2）镊子平台捕获单个金纳米颗粒和运输纳米颗粒组装体的效用。鉴于我们的配置是基于滴铸的金纳米粒子，我们设想其效用，以创建可重构的等离子体元流体在生理和催化环境中，并可以潜在地适应作为体内等离子体镊子。
2021-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.app-ph
Fano-Resonant, Asymmetric, Metamaterial-Assisted Tweezers for Single Nanoparticle Trapping
等离子体纳米结构可以克服阿贝衍射极限以产生强梯度场，从而实现纳米尺寸颗粒的有效光学捕获。然而，在低入射激光强度下实现稳定的捕获仍然具有挑战性。在这里，我们展示了一个法诺共振辅助等离子体光镊（FAPOT），单个纳米粒子捕获在一个阵列的不对称分裂的纳米孔径，研磨在50 nm的金薄膜。通过调节俘获波长和改变入射激光强度实现了稳定的俘获。在930 nm的近共振捕获波长下，对于20 nm的聚苯乙烯颗粒，实现了8.65 fN/nm/mW的非常大的归一化陷阱刚度。我们发现，陷阱的共振刚度提高了63倍，相比非共振条件。这可以归因于超小的模体积，这使得大的近场强度和腔Purcell效应的贡献。这些结果将有助于在低入射捕获激光强度下实现强捕获，从而为研究单分子（如蛋白质、DNA或病毒）的跃迁路径提供新的选择。
2020-01-23 physics.app-ph physics.optics
Plasmon enhanced optical tweezers with gold-coated black silicon
等离子体光镊是一种普遍存在的工具，用于在低光子通量下精确操纵纳米颗粒和生物分子，而飞秒激光光镊可以探测被捕获物质的非线性光学性质，并应用于生物诊断。为了在实际应用中采用等离子体光镊，必须在不影响捕获效率的情况下开发大规模的制造工艺。在这里，我们开发了一种新的平台，连续波（CW）和飞秒等离子体光镊，基于镀金的黑硅。与传统的光刻方法相比，该制造方法依赖于简单的、单步的、无掩模的桌面激光处理水中的硅，这有利于可扩展性。镀金黑硅支持可重复的捕获效率，可与迄今为止报道的最高效率相媲美。从更基本的方面来看，等离子体激元介导的效率增强是共振效应，并且因此取决于捕获光束的波长。令人惊讶的是，等离子体增强的捕获效率的波长表征已经回避了文献。在这里，我们利用记录的捕获效率的可重复性，提供的镀金的黑硅平台，并执行的捕获过程的波长相关的表征，揭示了共振特性的捕获效率最大值。镀金黑硅是一个有前途的大规模并行捕获应用平台，将扩大纳米工程，生物学和集体生物光子效应研究中的光学操纵范围。
2016-06-27 physics.optics
From far-field to near-field micro- and nanoparticle optical trapping
光镊是一种非常成熟的技术，在过去的几十年中已经发展成为捕获和操纵微米和亚微米颗粒的标准工具，并取得了巨大的成功。虽然光的性质限制了由于阿贝衍射极限而可以有效捕获的最小颗粒尺寸，但科学家们已经通过设计利用近场效应的新设备来克服这个问题。如今，可以制造金属纳米结构，其在激光照射下产生不受衍射极限影响的次级等离子体场。这一进步提供了一个很大的改进，在纳米粒子捕获，因为它放宽了捕获要求相比，传统的光镊。在这项工作中，我们回顾了传统的光镊，所谓的等离子体镊子，和相关现象的基本原理。从Arthur Ashkin的想法开始，直到最近的改进和应用，我们提出了这些技术所面临的一些挑战以及它们的未来前景。在这次审查的重点是连续改进的技术和创新方面，已设计克服一些主要的挑战。
2020-01-21 physics.app-ph physics.optics
Plasmonic nano-optical trap stiffness measurements and design optimization
等离子体纳米光镊能够在低光照强度下对纳米物体进行非侵入性操作，已成为纳米技术和生物物理学的有力工具。然而，测量纳米镊子的陷阱刚度仍然是一项复杂的任务，这阻碍了等离子体捕获的发展。在这里，我们描述了一种实验方法来测量陷阱的刚度的基础上的时间相关性的荧光从被困对象。该方法被应用到不同的双纳米孔孔径的陷阱刚度的特点，并探讨其设计参数的影响与数值模拟的关系。优化的双纳米孔设计实现了一个陷阱的刚度比以前的国家的最先进的10倍。这里讨论的实验方法和设计准则提供了一个简单而有效的方法来提高纳米光镊的性能。
2021-02-10 physics.optics
Temperature Measurement in Plasmonic Nanoapertures used for Optical Trapping
等离子体纳米孔径产生强场梯度，使得能够有效地光学捕获纳米物体。然而，由于用于捕获的红外激光也被部分吸收到金属中导致焦耳加热，等离子体纳米光镊面临局部温度升高的问题。在这里，我们开发了三个独立的方法，分子荧光的基础上，量化的温度增加引起的1064 nm的捕获光束集中在单和双纳米孔铣削在金膜。我们表明，在纳米孔中的温度可以增加10°C，即使在中等强度的2 mW/ $μ$ m $^2$用于纳米光学捕获。发现温度增益在很大程度上取决于金属层的欧姆损耗，而与孔径尺寸、双纳米孔间隙或激光偏振无关。其中开发的技术可以很容易地扩展到其他结构，以提高我们对纳米光镊的理解，并探索纳米孔中的热控制化学反应。
2019-06-05 physics.optics
Nanoparticles manipulation in 3D nanotips excited with plasmonic vortex
纳米技术的最新进展促使人们需要一种工具来精确地、非侵入性地操纵单个纳米物体。在可能的策略中，光学力已被广泛用于使纳米光镊能够以前所未有的精度捕获或移动样品。在这里，我们提出了一个架构，包括一个nanotip激发的等离子体涡流，使有效的动态控制纳米粒子在三维空间。由该结构产生的光场可用于操纵作用于用于照射该结构的光的总角动量的单个介电纳米颗粒。我们证明了可以稳定地捕获或迫使粒子从特定点发出光束，从而为纳米粒子操作和分选提供了一个新的平台。
2019-08-15 physics.app-ph physics.optics
Scalable trapping of single nanosized extracellular vesicles using plasmonics
本文提出几何诱导电体动力镊与纳米等离激元腔集成的混合纳米镊，实现数秒内并行、无热损伤地递送、捕获并增强成像单个纳米级细胞外囊泡。
2023-02-14 physics.bio-ph physics.optics
Near-field enhanced optical tweezers utilizing femtosecond-laser nanostructured substrates
我们目前的实验证据等离子体增强的光镊，聚苯乙烯珠在去离子水附近的金属涂层的纳米结构。光镊使用连续波（CW）近红外激光器工作。我们采用了Cu/Au双层，显着提高了由捕获激光束所产生的热量的耗散，并避免从热对流中脱陷。我们调查的光学捕获力的改善，有效的捕获品质因数，并观察到指数距离依赖的捕获力从纳米结构，预期从倏逝等离子体场。
2015-11-18 physics.optics
Optical tweezers with enhanced efficiency based on laser-structured substrates
我们提出了一种光学纳米捕获设置，表现出更高的效率，基于局部等离子体场周围尖锐的金属功能。该基板由激光结构的硅晶片与准有序的微尖峰的表面上，涂有薄的银层。所得到的光阱显示出数量级的增强的捕获力和有效的品质因数。
2012-11-13 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Enantioselective manipulation of chiral nanoparticles using optical tweezers
提出了一种利用光镊对手性纳米粒子进行手性拆分的方法。我们证明，在一个典型的，现实的光学镊子设置与圆偏振捕获光束的光学捕获力是敏感的核壳纳米粒子的手性，允许有效的对映选择。结果表明，通过选择合适的捕获光束的圆偏振，可以选择被捕获粒子的旋向性。每个单独的被捕获的纳米颗粒的手性可以通过测量在横向斯托克斯拖曳力的作用下平衡位置的旋转来表征。我们表明，壳的手征性引起额外的扭曲，导致强烈的增强的光学扭矩驱动的旋转。这两种方法被证明是强大的对尺寸和材料参数的变化，表明它们是特别有用的（但不限于）在手性等离子体中的实际利益的几种情况下，其中对映体选择和表征的单个手性纳米粒子，每一个都具有其独特的手性和光学性质，是为了。特别是，我们的方法可以用来揭示由单个等离子体激元树莓中的无序引起的手性响应，该等离子体激元树莓是通过在电介质核心周围紧密堆积大量金属纳米球而合成的。
2019-11-05 physics.optics
Controlling solar radiation forces with graphene in plasmonic metasurface
本研究设计了一种电可调等离激元超表面，通过调节石墨烯费米能级控制太阳辐射力，为辐射压力收集、太阳帆等应用提供平台。
2023-01-16 physics.app-ph physics.optics
Spectral engineering via complex patterns of circular nano-object miniarrays: I. convex patterns tunable by integrated lithography realized by circularly polarized light
通过圆偏振光束照射胶体球单层使得能够制造由圆形纳米孔微阵列组成的凹图案，所述凹图案可以通过剥离过程转移到凸金属纳米颗粒图案中。独特的光谱和近场特性是可以实现的，通过调整的几何形状的中心nanoring和quadrumer的轻微旋转的卫星nanocrescents，并通过选择那些方位角的方向，促进本地化的等离子体共振。研究了由均匀金纳米环和纳米新月组成的六边形图案的光谱和近场效应，这些图案可以通过垂直和倾斜入射的单一均匀圆偏振光束制作的转移掩模来制备，以揭示所支持的局域等离子体模。研究了由单重态纳米环和单重态纳米新月体以及四个纳米新月体组成的人造矩形图案，以分析纳米物体相互作用和晶格类型的作用。结果表明，当$\bar{E}$场的振荡方向垂直和平行于纳米环的对称轴时，所有的纳米光子现象都受纳米环上与方位角无关的局域共振和纳米新月体上的C2、C1和U共振的支配.局部表面等离子体共振对个别纳米物体之间的相互作用是弱的，而散射光子模式有一个扰动的作用，在瑞利异常，只有在较大的周期性矩形图案的微型阵列。偶极发射器的相当大的荧光增强是可实现的光谱位置，促进C和U共振的组成纳米物体。
2020-05-16 physics.optics
Efficient Microparticle Trapping with Plasmonic Annular Apertures Arrays
在这项工作中，我们演示了使用基于环形孔径阵列的等离子体镊子捕获微粒。通过模拟透射谱和电场分布，对阵列进行了校准.理论上，我们观察到尖锐的峰值在传输谱的偶极共振模式和这些红移的大小的环形孔径减小。我们还预期局部等离子体共振的吸收峰在约1,115 μ m处。使用两个共振之间的激光频率，产生多个等离子体热点，并用于捕获和传输微米和亚微米颗粒。在实验上，我们证明了捕获的个人0.5微米和1微米的聚苯乙烯颗粒和颗粒运输的表面上的环形孔使用小于1.5 mW/um 2的入射激光强度在980 nm。
2018-05-29 physics.optics
Unraveling the optomechanical nature of plasmonic trapping
纳米物体的非侵入性和超精确的光学操纵作为纳米技术和生物物理学中的一种强大的使能工具，最近获得了越来越多的兴趣。在这种情况下，自诱导反作用（SIBA）捕获在纳米光学腔中显示出独特的潜力，在低光强度下捕获和操纵纳米尺寸的物体。然而，SIBA效应的存在迄今为止仅通过其增强的捕获性能间接证明。在这篇文章中，我们首次提出了一个直接的实验证据的自我重新配置的光学潜力所经历的纳米粒子被困在一个等离子体纳米腔。我们的观察使我们能够进一步了解SIBA机制，并确定最佳条件，以提高基于SIBA的纳米光镊的性能。
2015-11-23 physics.optics
Optical tweezers with optical vortex based on deep learning
本文提出双向神经网络，用于光学涡旋光镊的光学力、粒子轨迹分析及按需逆向设计，以高准确率和显著提速支持灵活光学操控。
2024-12-04 physics.optics
Shape-dependent oriented trapping and scaffolding of plasmonic nanoparticles by topological defects for self-assembly of colloidal dimers in liquid crystals
我们展示了支架的等离子体纳米粒子的拓扑缺陷诱导的胶体微球，以匹配其表面边界条件与均匀的远场排列在液晶主机。取代能量昂贵的液晶区域的减少的顺序，各向异性纳米颗粒具有凹或凸的形状不仅稳定地定位在缺陷，而且相对于微球表面自取向。使用激光镊子，我们操纵随之而来的纳米粒子-微球胶体二聚体，探测弹性结合的强度，并展示自组装的层次胶体超结构，如链和阵列。
2016-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.optics
Optical tweezers assisted coupling of nematic droplets to gold nanoparticle cluster: effect on whispering gallery modes
本研究利用光学镊将向列滴状液晶与金纳米粒子簇耦合，实现对 whispering gallery modes 的调控，展示了通过动态耦合实现光子-等离子体耦合的高效方法。
2025-12-26 cond-mat.soft physics.optics
Miniaturized Metalens Based Optical Tweezers on Liquid Crystal Droplets for Lab-on-a-Chip Optical Motors
覆盖有多层纳米天线结构的表面，即所谓的超表面，最近已被证明能够完全控制光的相位。超透镜已经从超表面的发展中出现，为将传统透镜重新铸造成能够聚焦光的薄的平面光学部件提供了新的基础。利用电子束光刻技术在玻璃衬底上制作了由等离子体金纳米棒阵列构成的透镜。使用1064 nm激光通过焦距为800 $μ$ m的超透镜（基于Pancharatnam-Berry相位原理制造的$N.A. = 0.6$）产生高强度圆偏振光焦斑。我们证明，通过这种超透镜，在激光束中捕获的双折射双折射液晶液滴的光学旋转是可能的。双折射液滴的旋转确信，光学陷阱具有足够强的角动量的光从每个纳米结构的辐射，就像一个本地半波片，并引入一个依赖于方向的相位光。在这里，我们成功地创建了一个小型化和强大的超透镜为基础的光学镊子系统，能够旋转液晶液滴，以模仿未来的实验室芯片应用的光学马达。
2020-04-08 physics.optics
Unleashing Urease Protein Dynamics with Metamaterial Optical Tweezers
本研究提出利用超材料光镊在低激光强度下捕获并控制单个脲酶分子，通过热泳、热渗透和耗尽力塑造捕获势阱，实现了对酶构象变化及环境相互作用的实时无标记观察。
2025-07-15 physics.bio-ph physics.optics
Gain-assisted optical tweezing of plasmonic and large refractive index microspheres
我们从理论上研究了增益功能化微球的光钳效应，在非傍轴机制中使用高度聚焦的单光束。利用光镊的Mie-Debye理论计算了作用在均匀和具有增益的核壳结构Mie微球上的光力。我们证明了光学增益在光学操作中起着至关重要的作用，特别是优化回复力，从而允许捕获大折射率和等离子体粒子。事实上，我们证明，可以捕获这样的粒子，这通常是不可能的情况下，被动介质，通过功能化它们与光学增益材料。我们表明，通过改变增益的值，这可以实现通过改变泵浦功率，一个不仅可以实现捕获，但也操纵的平衡位置的镊子粒子。总之，我们的研究结果为增益辅助光学力学开辟了新的途径，其中增益功能化系统可以促进等离子体纳米粒子的光学捕获和操纵，特别是在纳米粒子悬浮液和芯片上的自组装中具有潜在的应用。
2021-07-24 physics.optics
Hybrid Dielectric-Plasmonic Nanoantenna with Multiresonances for Subwavelength Photon Sources
由光学纳米天线诱导的量子点的光致发光的增强已经被大量研究，但是在优化和优化这样的结构方面仍然有很大的兴趣，特别是当伴随着实验演示时。大多数实现使用等离子体平台，有些还使用全介电纳米天线，但混合介电-等离子体（亚波长）纳米结构很少探索。在本文中，我们提出并证明了单亚波长混合介质-等离子体光学纳米天线耦合到本地化的量子点发射器，构成高效和明亮的单向光子源下的光泵。为了实现这一目标，我们设计了一个硅纳米环，它位于一个金镜上，其间有一个10 nm的间隙，其中嵌入了一个胶体量子点的组装体。这样的结构支持（辐射）天线模式和（非辐射）间隙模式共振，我们利用它的双重目的的出耦合的量子点发射的光到远场与平面外的方向性，并通过光泵增强点的激发。此外，共振光谱位置的几乎独立的控制可以通过简单的几何参数，如环的内径和外径的调整，使我们能够方便地调整这些共振相对于量子点的发射和吸收波长。使用所提出的架构，我们获得实验平均荧光增强因子高达$654\times$倍，主要是由于高辐射效率，并与定向发射的光致发光成一个圆锥体的$\pm 17\degree$在垂直于样品平面的方向。我们相信这里提出的解决方案是可行的，并与下一代发光器件相关。
2023-02-28 physics.optics
Resonant optical trapping of Janus nanoparticles in plasmonic nanoaperture
本研究利用等离子体纳米孔径局域场、自感应背向作用与共振光捕获方法，通过双激光系统实现了对Janus纳米颗粒的增强操控，使光力提升3倍，为低功率操控吸光纳米颗粒在纳米机器人和药物递送中的应用提供了新途径。
2023-11-10 physics.optics
Photo-Thermal Actuation of Hybrid Microgels with Dual Laser Optical Tweezers
针对光热混合微凝胶单粒子动态表征难题，提出双激光光镊方法，结合成像与均方位移分析实现实时单粒子驱动监测，精度媲美双激光DLS且具单驱动器分辨率，为软体机器人等应用提供优化平台。
2025-07-01 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Control of particle trapping in a magnetoplasmonic nanopore
等离子体纳米孔作为单分子检测器被广泛研究。等离子体纳米孔技术的主要局限性是分子通过孔的过快移位速度和随之而来的非常短的分析时间，以及由于局部加热而可能的不稳定性。控制分子移位和实现更长采集时间的最有趣方法是有效捕获和调节可用于标记分子的纳米颗粒运动的能力。在这里，我们从理论上研究了磁等离子体纳米孔的性能，该纳米孔是用夹在两个金层之间的薄钴层制备的。然后将纳米孔与易位磁性纳米颗粒偶联。通过由外部磁场设置孔周围的钴层的磁性配置，可以产生纳米级磁性镊子以在特定点处捕获纳米颗粒。考虑到10 nm的磁铁矿纳米颗粒，我们计算的捕获力高达28 pN，一个数量级以上的力，可以获得与标准的光学或等离子体捕获方法。此外，磁力拉动纳米颗粒与等离子体纳米孔的壁紧密接触，从而使得能够形成包围深亚波长限制的电磁场的纳米腔，该电磁场在近红外波长处具有高达230的平均场强增强。所提出的混合磁等离子体系统指向一种策略，以改善基于纳米孔的生物传感器的单分子检测和潜在的各种生物分子的分析。
2021-02-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Single Photon Source from a Nanoantenna-Trapped Single Quantum Dot
具有高亮度和亚纳秒寿命的单光子源是量子技术的关键部件。光学纳米天线可以增强单个量子发射器的发射特性，但这种方法需要在等离子体热点处精确地定位源的纳米级位置。在这里，我们使用等离子体纳米天线同时捕获单个胶体量子点并增强其光致发光。纳米光学捕获自动将量子发射器定位在纳米天线热点处，而无需进一步处理。我们的专用纳米天线设计实现了用于量子点捕获的0.6 fN/nm/mW的高陷阱刚度，以及2 mW/ $μ$ m $^2$的相对低的捕获功率。来自纳米天线捕获的单个量子点的发射显示出7倍增加的亮度、50倍减少的闪烁、2倍缩短的寿命和低于0.5的清楚的反聚束，证明了真正的单光子发射。将纳米光镊与等离子体增强技术相结合，是一种很有前途的量子技术和单纳米物体光谱学研究的途径。
2021-08-14 physics.optics
3D manipulation with scanning near field optical nanotweezers
纳米技术的最新进展促使人们需要工具来准确和非侵入性地操纵单个纳米物体。在可能的策略中，已经预见到光学力可以为研究人员提供能够捕获样本并在3D中移动它的纳米光学镊子。然而在实践中，所涉及的弱光学力和光热问题的结合迄今为止阻止了它们的实验实现。在这里，我们展示了第一个3D光学操纵单个50 nm的电介质对象与近场纳米镊子。纳米光学陷阱是通过在锥形金属涂层光纤的末端设计蝴蝶结等离子体孔径来构建的。捕获操作和监测都是通过光纤进行的，这使得这些纳米镊子完全自主并且没有笨重的光学元件。所实现的捕获性能允许被捕获的样品在几分钟内以非常低的阱内强度移动数十微米。这种新颖的非侵入性方法被预见到通过提供对包括热敏生物标本在内的纳米尺寸物体的前所未有的控制水平来打开纳米科学的新视野。
2014-01-09 physics.optics
Light scattering and surface plasmons on small spherical particles
小粒子的光散射在物理学中有着悠久而有趣的历史。尽管如此，它仍然以新的见解和应用程序令人惊讶。这包括新的发现，如新颖的等离子体效应，以及令人兴奋的理论和实验发展，如光学捕获，异常光散射，光镊，纳米激光器，以及Fano共振的新方面和实现。这些都导致了重要的新的应用，包括在生物医学领域和传感技术在单分子水平的几个。在光学器件和太阳能技术中还有许多潜在的未来应用。在这里，我们回顾了光散射的基本方面的小球形粒子，强调在这一领域的唯象处理和新的发展。
2014-07-09 physics.optics
Lateral recoil optical forces on nanoparticles near nonreciprocal surfaces
我们研究了施加在纳米粒子上的横向反冲力，这些纳米粒子位于等离子体平台附近，具有面内非互易响应。为此，我们首先开发了一个全面的理论框架的基础上的洛伦兹力结合非互易格林函数的瑞利近似，然后推导出近似的解析表达式来模拟横向反冲力，证明其明确依赖于系统的色散关系，并揭示了管理它们的机制。特别是，一个占主导地位的横向反冲力分量出现由于平台支持的非互易表面等离子体的动量不平衡。这个力可以比其他反冲力分量大几个数量级，只沿着或逆着外部偏置的方向起作用，并且与入射平面波的方向、偏振和波长准独立。使用漂移偏置的石墨烯超颖表面，一个平台，也提出了排序纳米粒子作为其大小的函数，探讨了横向反冲力。非互易等离子体系统可以使新的场所捕获，绑定和操纵纳米粒子，并减轻传统光镊的一些挑战。
2022-12-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmon Coupling Induced Photon Scattering Torque
具有生物相容性的金纳米粒子在生物传感、医学诊断、癌症治疗等生物医学研究中显示出巨大的优势。生物分子甚至可以用激光镊子操纵，光学捕获的Au纳米粒子作为手柄。在这封信中，光学散射扭矩所产生的耦合金纳米粒子的圆偏振光驱动的理论。耦合的等离子体共振模式通过光散射增强了从光子到Au纳米颗粒二聚体和三聚体的角动量转移，这不会带来任何光加热副作用。在纳米结构上产生的光学扭矩高度依赖于结构中的等离子体激元耦合。从散射光子到纳米结构的角动量转移效率可以达到200%左右。结果表明，耦合等离子体纳米颗粒低聚物是有前途的候选人，以构建可应用于生物医学应用的光驱动旋转纳米马达。
2021-11-17 physics.optics
Synchronized motion of gold nanoparticles in an optothermal trap
本研究探讨了CTAC表面活性剂溶液中光热阱内金纳米颗粒的受限行为，发现粒子在微米距离上出现径向受限与同步旋转扩散，揭示了表面活性剂环境促成的新力机制，拓展了光热捕获理解并助力纳米组装。
2025-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.optics
Electromagnetic manipulation of sub-500 Da biomolecules
该研究提出融合DEP与等离子体光镊的器件，实现对金属纳米颗粒及数百Da级生物分子的高效捕获、SERS表征与单分子生物传感。
2024-08-12 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.chem-ph
Omnidirectional gradient force optical trapping in dielectric nanocavities by inverse design
针对无损耗波导耦合纳米结构难以在所有空间方向捕获亚波长粒子的难题，本文通过逆向设计集成介电纳米腔，提出一种仅依赖梯度力且与粒子尺寸无关的全向光捕获方法，实现了足以克服室温热涨落的深捕获势。
2024-09-27 physics.optics
