بررسی عوامل موثر بر روی حرکت چرخشی یک نانو ذرۀ فلزی در تلۀ نوری

کنترل موقعیت و حرکت اجسام کوچک با کمک نور روشی جذاب برای دست ‌ورزی نمونه‌های میکروسکوپی ظریف، مانند سلول‌های زیستی یا ذرات میکروسکوپی است. با کمک انبرک نوری می‌توان نانوذرات طلا را تله‌اندازی کرد و با کمک قطبش دایروی لیزر آن ها را با بسامد چند کیلوهرتز چرخاند. بررسی دقیق حرکت این ذرات، اندازه‌گیری برخی پارامترهای فیزیکی محیط اطراف مانند ضریب وشکسانی محیط و دما را امکان‌پذیر می‌سازد. در این مطالعه، دینامیک چرخشی ذرات در یک تلۀ نوری دوبعدی و تغییر عوامل موثر روی آن، مانند توان لیزر، گشودگی عددی عدسی کانونی‌کننده و وشکسانی محیط به صورت تجربی بررسی شده است. دینامیک چرخشی ذرات با دو روش متداول یعنی روش طیف توانی و خودهمبستگی حرکت ذره انجام شده است. نتایج بررسی سرعت چرخش برای ذرات 400 نانومتری طلا نشان می‌دهد که بیشترین بسامد چرخش ذره در طول موج nm 1064 لیزر و در گشودگی عددی 1، به مقدار 1470 دور برثانیه می‌رسد. از طرف دیگر نتایج تغییرات سرعت چرخش با تغییر وشکسانی محیط توافق خوبی با مبانی نظری دارد.