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透明平板在高斯光束照射下辐射压力的研究

李东华  蒲继雄  王喜庆  
【摘要】:本文以射线光学模型为基础,采用了一种新的分析方法,即以平面波角谱理论为基础,研究了在高斯光束的照射下,透明介质平板的受力分布。不同于光镊原理,光压差即可产生光学升力,本文根据动量守恒定理,推导了透明介质平板受力的表达式,通过数值计算,深入分析了光束的光腰半径,平板的摆放位置以及倾斜角度等参数对透明介质平板受力分布的影响。研究结果表明:在一定功率的高斯光束照射下,减小高斯光束光腰半径,使光束照射位置靠近平板的中心,以及拉近平板与高斯光束光腰之间的距离,都能有效地增大透明平板所受到的横向和轴向的光辐射压力;当透明平板与x轴倾斜成60度时,轴向力达到最大值,方向始终沿+z方向;当平板倾斜70度时,横向力在正方向和负方向同时达到最大值。适当选取光腰半径和摆放位置,平板受到的横向力可以增大到足以克服重力,在光束的照射下升起来。

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