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

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Angelis, Vinicius Soares de
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18155/tde-25032022-094817/
Resumo: 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.
id USP_70cc682b48808a95b05cb7ddd98509c4
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-25032022-094817
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str 2721
spelling Feixes microestruturados compostos de superposições contínuas de feixes de Bessel ideais de ordem arbitrária para aplicações em aprisionamento ópticoMicrostructured light beams composed of a continuous superposition of arbitrary order ideal Bessel beams for applications in optical trappingAprisionamento ópticoFeixes estruturadosForças ópticasOptical trappingRadiation forcesStructured beamsTransfer of angular momentumTransferência de momento angularA 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.Structured light beams have been used in optical trapping systems allowing innovative functionalities to optical manipulation. This work deals with a nondiffracting strucutured beam composed of a superposition of ideal Bessel beams with the same order and angular frequency but with different axicon angles, known in the literature as Frozen wave. Being a computational and theoretical work, the first aim was to explore graphical comparisons of the radiation forces calculated via the multipole expansion of optical force up to quadrupole terms with the rigorous and exact generalized Lorenz-Mie theory for different incident beams on a homogeneous spherical particle. The results show a great agreement between both methods, thus suggesting an intrinsic connection between them. The second aim was to analyse optical forces produced by a continuous superposition of ideal Bessel beams with arbitrary order on Rayleigh particles. The simulations reveal that this superpostion when structured over longitudinal distances of tens of micrometers is able to stably trap absorptive particles in three dimensions, besides allowing trapping of these particles in multiple parallel planes along the propagation direction and the transfer of orbital angular momentum.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPAmbrosio, Leonardo AndréAngelis, Vinicius Soares de2022-01-19info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18155/tde-25032022-094817/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2022-03-25T13:35:02Zoai:teses.usp.br:tde-25032022-094817Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212022-03-25T13:35:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.none.fl_str_mv Feixes microestruturados compostos de superposições contínuas de feixes de Bessel ideais de ordem arbitrária para aplicações em aprisionamento óptico
Microstructured light beams composed of a continuous superposition of arbitrary order ideal Bessel beams for applications in optical trapping
title Feixes microestruturados compostos de superposições contínuas de feixes de Bessel ideais de ordem arbitrária para aplicações em aprisionamento óptico
spellingShingle Feixes microestruturados compostos de superposições contínuas de feixes de Bessel ideais de ordem arbitrária para aplicações em aprisionamento óptico
Angelis, Vinicius Soares de
Aprisionamento óptico
Feixes estruturados
Forças ópticas
Optical trapping
Radiation forces
Structured beams
Transfer of angular momentum
Transferência de momento angular
title_short Feixes microestruturados compostos de superposições contínuas de feixes de Bessel ideais de ordem arbitrária para aplicações em aprisionamento óptico
title_full Feixes microestruturados compostos de superposições contínuas de feixes de Bessel ideais de ordem arbitrária para aplicações em aprisionamento óptico
title_fullStr Feixes microestruturados compostos de superposições contínuas de feixes de Bessel ideais de ordem arbitrária para aplicações em aprisionamento óptico
title_full_unstemmed Feixes microestruturados compostos de superposições contínuas de feixes de Bessel ideais de ordem arbitrária para aplicações em aprisionamento óptico
title_sort Feixes microestruturados compostos de superposições contínuas de feixes de Bessel ideais de ordem arbitrária para aplicações em aprisionamento óptico
author Angelis, Vinicius Soares de
author_facet Angelis, Vinicius Soares de
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Ambrosio, Leonardo André
dc.contributor.author.fl_str_mv Angelis, Vinicius Soares de
dc.subject.por.fl_str_mv Aprisionamento óptico
Feixes estruturados
Forças ópticas
Optical trapping
Radiation forces
Structured beams
Transfer of angular momentum
Transferência de momento angular
topic Aprisionamento óptico
Feixes estruturados
Forças ópticas
Optical trapping
Radiation forces
Structured beams
Transfer of angular momentum
Transferência de momento angular
description 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.
publishDate 2022
dc.date.none.fl_str_mv 2022-01-19
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18155/tde-25032022-094817/
url https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18155/tde-25032022-094817/
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv
dc.rights.driver.fl_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.coverage.none.fl_str_mv
dc.publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
dc.source.none.fl_str_mv
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1809091060267220992

Registros relacionados