Feixes microestruturados compostos de superposições contínuas de feixes de Bessel ideais de ordem arbitrária para aplicações em aprisionamento óptico

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Angelis, Vinicius Soares de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Aprisionamento óptico; Feixes estruturados; Forças ópticas; Optical trapping; Radiation forces; Structured beams; Transfer of angular momentum; Transferência de momento angular
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18155/tde-25032022-094817/

A utilização de feixes estruturados em sistemas de aprisionamento óptico tem possibilitado a obtenção de características inovadoras de manipulação óptica. Este trabalho lida com um feixe estruturado não difrativo construído por meio de uma superposição de feixes de Bessel ideais co-propagantes de mesma ordem, mesma frequência angular mas com diferentes ângulos de áxicon que ficou conhecida na literatura como Frozen wave. De carácter teórico-computacional, este trabalho teve como primeiro objetivo comparações gráficas de forças ópticas calculadas pelo método da expansão multipolar da força óptica truncado em termos de quadrupolo com a rigorosa e exata teoria generalizada de Lorenz-Mie para diferentes tipos de feixes incidentes sobre uma partícula esférica homogênea. Os resultados mostram que os dois métodos estão de acordo, sugerindo, portanto, que há uma conexão intrínseca entre eles. O segundo objetivo consistiu na análise de forças ópticas produzidas por uma superposição contínua de feixes de Bessel ideais de ordem arbitrária sobre partículas de Rayleigh. As simulações revelam que tal superposição, estruturada sobre distâncias longitudinais da ordem de dezenas de micrômetros, consegue aprisionar estavelmente partículas absortivas em três dimensões, além de permitir o aprisionamento destas partículas em múltiplos planos paralelos ao longo da direção de propagação e a transferência de momento angular orbital.