عنوان

بررسی قابلیت مدیریت اجسام با ابعاد نانومتر توسط انبرک های نوری

‭۱۲۰۱۶پ‬

per

بررسی قابلیت مدیریت اجسام با ابعاد نانومتر توسط انبرک های نوری

/سعید ایمانی

: ارس

چاپی

کارشناسی ارشد

نانو الکترونیک

‮‭۱۳۹۳/۱۱/۲۵‬

تبریز

همانطوری که می‌صدانیم انبرکهای نوری در واقع برای مولکولها و ذرات‌صتله‌صهای نوری هستند که در آنها مطالعه و دستکاری ذرات در ابعاد نانومتری و میکرومتری مطالعه و انجام می شود .نیروهایی که در این کار برای ذرات و مطالعه انها لازم است در حد پیکومتری بوده و نیروهای حاصل از انواع پراکندگی در سطح ذرات مورد بررسی و مطالعه قرار میگیرد .در این روش می‌صتوان گفت که تله اندازی ذرات، با استفاده از امواج محوری و کانونی شده‌صی لیزری صورت می گیرد که نیروی گرادیان حاصل از این امواج کانونی می-تواند براحتی در انتقال نیرو و نهایتا در جابه جایی ذرات استفاده شود .پس می توان گفت که ذرات در این روش با تله اندازی بوسیله باریکه های لیزری فرودی بر سطح ذره، مورد شتاب قرار میگیرد و در چاه پتانسیلی آن محبوس می گردد .در پایان با توجه به کاربردهای وسیع انبرکهای نوری ضمن مطالعه انبرکهای نوری، بهینه سازی عوامل موثر در افزایش پایداری این تله اندازی ذرات و عوامل موثر در انبرکهای نوری اعم از قطبش ذرات و باریکه های لیزری و خصوصیات مهم این باریکه بصورت کیفی مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است . همچنین اثرات همدوسی و قطبش در یک سیستم یا انبرکهای نوری بررسی شده و حالتهای همدوس یک سیستم و اثرات آن در انبرکها، پهنای خط همدوسی و میزان آن و همچنین در حالت کلی سیستم های واقعی که مطابق با دنیای واقعی مولکولهاست یعنی سیستمی که در آن مولکولها دارای حرکت هستند بررسی و میزان این تحرک و اثرات آن در انبرکها لحاظ شده است. همانطوری که نتایج نشان می‌صدهند قطبش و میزان همدوسی باریکه برای به تله انداختن و جابه جایی مولکولها و ذرات بسیار مهم و با اهمیت می باشد و با استفاده از باریکه های همدوس و قطبش ذرات براحتی می توان یک ذره را به تله انداخته و یا آن را جابه جا کرد که در این راستا حرکت خود ذرات و تاثیرات محیطی بسیار با اهمیت است که در انبرکهای نوری که بصورت تجربی ساخته و مورد استفاده قرار میگیرند باید به انها دقت شود.در این پایان نامه حالتهای مختلف باریکه های لیزری در رژیم های مختلف و اثرات آن بر روی ذرات مطالعه و بررسی شده است . علاوه بر خصوصیات باریکه های لیزری در رژیم های رایلی و غیره و اثرات گرادیان نیروی ایجاد شده در لیزری کانونی ،خصوصیات ذرات و قطبش آنها و نیز تاثیرات آن در به دام انداختن ذرات و پایداری سیستم مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت .مطالعه و شبیه سازی ما مطابق با ذرات و دنیای واقعی آنها بود ودر اینجا نشان دادیم که چگونه حرکت ذرات و برهمکنش آن با باریکه لیزری می تواند در به تله انداختن ذرات مورد بررسی و توجه قرار گیرد

Optical tweezers are optical traps in which, the trapping and manipulation of particles having the dimension of micrometer to nanometer are done. To provide this purpose, the forces in the range of 10 to 100 pico Newton are required. In this method, the physics of optical forces created by light scattering from the surface of the particles is also analyzed. A highly focused laser beam is used to trap particles. In fact, trapping is performed in the direction of optical axis and the particle is limited to the focal point of the beam (optical tweezers are laser beam which is focused by an objective lens microscope with high numerical aperture). Particles such as atoms, molecules, biological cells, small dielectric spheres and metallic particles can be trapped and manipulated by optical tweezers. Micron-size particles are accelerated by a continuous wave laser with a wavelength out of the absorption region of the particle. These particlesare trapped in a stable potential well due to radiation pressure. Because of the various applications of optical tweezers in medicine, physics, chemistry and so on, in this thesis, trapping particles with the approximately by 3 diameter micron using a single beam optical tweezers is studied. Also in order to optimize trapping, the effective factors for increasing stability are qualitatively analyzed. Based on the experimental and theoretical results, the higher the stability of the components used in devices, the more stable trapping is achieved.In this work, beam and laser coherent effect in the Optical tweezers have investigated. Laser beam coherent and real partical reaction like the molecular is an interesting research in recent decade. As our calculation and result show the reaction of molecular and their moves in the system have complitly effect on our tweezers .As said this work describes methods for creating large numbers of high-quality optical traps in arbitrary three-dimensional configurations and for dynamically reconfiguring them under numerical program. We propose a scheme for optical trapping and alignment of dielectric particles in aqueous environments at the nanometer scale. In addition to forming conventional optical tweezers, these methods also can sculpt the wavefront of each trap individually, allowing for mixed arrays of traps based on different modes of lightaxial line traps, optical bottles and optical rotators. The ability to establish large numbers of individually structured optical traps and to move them independently in three dimensions promises exciting new opportunities for research, engineering, diagnostics, and manufacturing at mesoscopic lengthscales. The scheme is based on the highly enhanced light beam coherent close to a laser-illuminated metal tip and the strong mechanical forces associated with the trapping potentials. We calculate the trapping partical for a molecular. The results indicate the feasibility of the scheme

ایمانی، سعید

استاد راهنما

استاد مشاور

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی