انبرک نوری مبتنی بر نانومتمرکزسازیِ پلاسمون های سطحیِ جفت شده در دو نوار طلا

در این مقاله یک انبرک نوری با قابلیت جابجایی و آشکارسازی نانوذرات با استفاده از جفت‌شدگیِ پلاسمون‌های سطحیِ دو نوار طلا و نیز نانومتمرکزسازی آن پیشنهاد می‌شود. برای بررسی عملکرد ساختار پیشنهادی، ابتدا مدهای پلاسمونی با استفاده از روش تفاضل محدود مد ویژه محاسبه شده و سپس با استفاده از روش عددی تفاضل محدود حوزه زمان و محاسبه تنسورِ تنش ماکسول، نیروهای نوری به دست آمده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد ساختار پیشنهادی قابلیت به دام انداختن نانوذرات و نیز جابجایی آن‌ها را دارد. به‌دلیل وابستگی مکان‌های تله به فرکانس نور ورودی، ساختار پیشنهادی علاوه بر قابلیت جابجایی نانوذرات با جابجایی مکانیکی انبرک نوری، با تنظیم فرکانس نیز می‌تواند نانوذرات را جابجا نماید. همچنین نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد به دلیل وابستگی توان منعکس شده به ضریب شکست نانوذره به دام افتاده، با تحلیل توان انعکاس یافته می‌توان نانوذره به دام افتاده را حس کرد. ما بر این باوریم این ساختار می‌تواند در حوزه‌های مختلف به خصوص در علوم زیستی برای مطالعه و جابجایی نانوذرات مورد استفاده قرار گیرد.

optical tweezers based on nano-focusing of coupled surface plasmons in two gold strips

in this paper an optical tweezer with the ability to manipulate and sense nanoparticles using the coupling of surface plasmons of two gold strips and its nano-focusing is proposed. to investigate the performance of the proposed structure, at first the plasmonic modes have been calculated by the finite difference eigen-mode method and then using the finite-difference time-domain method and calculating maxwell stress tensor the optical forces have been obtained. the simulation results show that the proposed structure has the ability to trap and manipulate nanoparticles. due to the dependency of the trapping sites on the incident light frequency, the proposed structure, in addition to the ability to move nanoparticles by mechanical movement of the optical tweezer, can also move nanoparticles by tuning the frequency. also, the simulation results show that due to the dependency of the reflected power on the refractive index of the trapped nanoparticle, the trapped nanoparticle can be sensed by analysing the reflected power. we believe this structure can be used in various fields, especially in biological sciences, to study and move nanoparticles.