Microparticle separation in a linear Paul trap

Abstract

We investigated the charged micron-sized particle separation by the alternating electric field in a linear quadrupole electrodynamic trap in open air under standard atmospheric temperature and pressure conditions (STP). In experiments we varied the amplitude of the alternating voltage supplying the electrodynamic trap and used a mixture of charged glassy carbon and alumina particles. The carried out numerical simulations and experimental results showed the mutual influence of the amplitude and frequency of the supplied to the trap electrode voltage on the separation of the different sizes particles. The typical particle charges in simulations were approximately equal to experimentally measured values obtained in a corona discharge.

Оптическое Возбуждение И Контроль Расширенных Орбит В Квадрупольных Ловушках

“…16.53197.19233 В настоящее время радиочастотные ловушки для микрочастиц широко используются для локализации и характеризации одиночных микро-и наноразмерных заряженных частиц. Специфика локализации микрочастиц допускает применение радиочастотных ловушек в условиях атмосферного давления [1,2]. При этом в динамике заряженной частицы могут проявляться нелинейные и хаотические эффекты.…”

“…Одним из таких эффектов является формирование так называемых расширенных орбит -двумерных квазипериодических колебаний, спектр которых характеризуется гармониками с частотами, кратными половине частоты переменного удерживающего поля ловушки [2,3]. Формирование расширенных орбит связывают с переходом от ламинарного движения к турбулентному при возникновении нелинейной диссипации энергии на буферном газе [4].…”

“…Однако практически важным является переход между колебаниями на частотах, кратных ω (режим T 1 ), и на частотах, кратных ω/2 (режим T 2 ). Обеспечить указанный переход возможно управлением параметра силы светового давления η через изменение мощности лазерного излучения (2).…”

Optical excitation and control of extended orbits in quadrupole traps

“…At present, RF microparticle traps are widely used for the localization and characterization of single microand nanosized charged particles. The specificity of the microparticles localization allows the use of radio frequency traps under atmospheric pressure conditions [1,2]. In this case, nonlinear and chaotic effects can appear in the dynamics of a charged particle.…”

“…One of such effects is the formation of the so-called extended orbitstwo-dimensional quasi-periodic oscillations, the spectrum of which is characterized by harmonics with frequencies that are multiples of half of the frequency of the alternating confining field of the trap [2,3]. The formation of expanded orbits is associated with the transition from laminar to turbulent motion in the event of a nonlinear dissipation of energy on the buffer gas [4].…”