Вплив компонент оптичного імпульсу та спіну еванесцентних хвиль на мікро- та нанооб’єкти (огляд)

Abstract

Актуальність. Механічні властивості світла знаходять широке застосування в прикладних сферах, таких, як оптичне захоплення та маніпулювання, сортування, деформування біологічних клітин та молекул. В загальному випадку, в еванесцентному полі можуть виникати три компоненти оптичного імпульсу та спінового кутового моменту (спіну), що при взаємодії з об’єктами проявляються у виникненні відповідної компоненти оптичної сили та обертального моменту. Такі неординарні властивості евансцентних хвиль відкривають нові можливості для маніпулювання мікро- та нанооб’єктами, в порівнянні з класичними оптичними пінцетами та маніпуляторами, що може бути застосовано для розв’язання прикладних задач, зокрема, біомедицини. Мета роботи. Метою роботи є аналіз та узагальнення останніх досліджень стосовно механічного впливу з боку еванесцентного поля на мікро- та нанооб'єкти, зокрема, пов'язаного із впливом поперечних компонент оптичного імпульсу та спіну. Матеріали і методи. Метод імпульсів дозволяє виділити в еванесцентному полі дію на частинки оптичних сил та обертальних моментів, пов’язаних із компонентами оптичного імпульсу та кутового моменту, різної природи та напрямку дії, в залежності від поляризації падаючої хвилі. Експериментальні методики маніпулювання частинками в ближньому полі дозволяють візуалізувати такий вплив, що робить його можливим для застосуваннях в прикладних задачах. Результати. Нещодавні дослідження демонструють вплив на нано- та мікрооб’єкти таких «незвичайних» компонент оптичного імпульсу та спіну, як поперечний спіновий імпульс, поперечний спін, поперечна уявна компонента оптичного імпульсу та вертикальний спін. Пропонується застосування, зокрема, останніх, для розв’язання прикладних задач біомедицини, таких, як транспортування терапевтичних агентів в патологічні ділянки чи відновлення прохідності судин та кровопостачання тканин. Висновки. Отримані результати теоретичного та експериментального дослідження механічної дії компонент оптичного імпульсу та спіну евансцентного поля дозволяють розширити підходи оптичного маніпулювання мікро- та нанооб'єктами, з можливістю прикладних застосувань, зокрема, в задачах біомедицини.

Keywords

• еванесцентна хвиля
• оптичний імпульс
• спін
• оптична сила
• обертальний момент
• наночастинка