編號(hào)：NMJS05632
篇名：偏振光作用于晶體微粒實(shí)現(xiàn)微機(jī)械轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的優(yōu)化研究
作者：沈軍峰； 朱艷英； 魏勇； 王鎖明； 王明利；
關(guān)鍵詞：物理光學(xué) 光致旋轉(zhuǎn) 激光功率 晶體微粒 微機(jī)械轉(zhuǎn)子
機(jī)構(gòu)： 西南交通大學(xué)； 燕山大學(xué)理學(xué)院；
摘要： 激光驅(qū)動(dòng)微納器件為微機(jī)械領(lǐng)域中驅(qū)動(dòng)微齒輪提供了一種新型的驅(qū)動(dòng)方式。偏振光束的自旋角動(dòng)量向晶體微粒傳遞可使其旋轉(zhuǎn),基于晶體波動(dòng)光學(xué)理論分析了影響其旋轉(zhuǎn)頻率的各種因素(如微粒的厚度和半徑;晶體光軸與晶面的夾角;光束在晶面的反射率和透射率、光束振幅比和位相差、激光功率),并推導(dǎo)出晶體微粒的旋轉(zhuǎn)角速度的解析公式。為驗(yàn)證理論結(jié)果,在光鑷平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了碳酸鈣晶體微粒的定位操控和旋轉(zhuǎn)。所得實(shí)驗(yàn)值整體比理論值小是由于實(shí)際作用在粒子上的的激光有效功率比實(shí)驗(yàn)測量值要偏小;結(jié)合理論模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析得知:碳酸鈣晶體微粒的旋轉(zhuǎn)角速度與激光功率成正比、與晶體微粒半徑的三次方成反比、與微粒厚度成周期性變化規(guī)律。依此為提高微機(jī)械轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)頻率進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì):選擇Ca CO3晶體微粒作為微機(jī)械轉(zhuǎn)子較為合適,Ca CO3晶體微粒的半徑和厚度均取為1~3μm。
