Rotation of microparticles with Bessel beams generated by diffractive elements

Хонина, С. Н.; Kotlyar, V. V.; Скиданов, Р. В.; Сойфер, В. А.; Jefimovs, Konstantins; Simonen, Janne; Turunen, Jani P. J.

doi:10.1080/0950034042000265569

Cited by 17 publications

(8 citation statements)

References 21 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Numerical simulation of integrals (6) shows that they have the typical maximum at q 1 + q 2 = q 3 , which value coincides approximately with the corresponding value for interaction of beams of zeroth-order [14]. Note that the above relation between transverse wave numbers q 1 + q 2 = q 3 indicates to collinear type of synchronism for plane-wave component of Bessel beams (see also Fig.1).…”

Section: Theoretical Analysis Of a Scheme Crystals Of Hexagonal Symmmentioning

confidence: 82%

See 1 more Smart Citation

Generation and propagation of high-order Bessel vortices in linear and non-linear crystals

et al. 2009

View full text Add to dashboard Cite

Linear and nonlinear processes of transferring optical singularities from anisotropic crystals onto the wavefront of Bessel light beams (BLBs) are investigated. The generation of high-order vortices at the propagation of BLBs along the optical axes of crystals was studied. Particularly, a nonlinear frequency doubling of Bessel vortices in the conditions of new type synchronism (full conical phase-matching) is considered. This scheme of three-wave interactions of BLBs based on that the spatial frequency cones of BLBs coincide with phase-matching cones of uniaxial crystals. New type of frequency doubling of Bessel vortices has been experimentally realized in uniaxial crystals.

show abstract

Section: Theoretical Analysis Of a Scheme Crystals Of Hexagonal Symmmentioning

confidence: 82%

“…The investigations of fields with orbital angular momentum are both of physical and applied interest. Particularly, in the latest years the phenomenon is studied of microparticles rotation by the mentioned beams and the possibilities are discussed of its application in optical tweezers [5][6].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Generation and propagation of high-order Bessel vortices in linear and non-linear crystals

et al. 2009

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Они используются для манипуляции микрочастицами: для одновременного захвата нескольких микрочастиц вдоль оптической оси [19,20], для вращения одной или нескольких частиц вокруг оптической оси [21]. С помощью пучков Бесселя можно захватывать и уско-рять отдельные охлаждённые атомы [22,23].…”

Section: Introductionunclassified

Analysis of the orbital angular momentum of superposition of diffraction-free Bessel beams with a complex shift

Kovalev¹,

Kotlyar²,

Porfirev³

et al. 2015

Computer Optics

View full text Add to dashboard Cite

Институт систем обработки изображений РАН, 2 Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва(национальный исследовательский университет) (СГАУ) Аннотация Получено аналитическое выражение для расчёта нормированного орбитального углово-го момента (ОУМ) для суперпозиции смещённых с оптической оси пучков Бесселя с одина-ковым топологическим зарядом. Это выражение позволяет формировать бездифракционные пучки с разным распределением интенсивности, но с одинаковым ОУМ. Показано также, что комплексное смещение пучка Бесселя приводит к изменению распределения интенсив-ности в сечении пучка и изменению его ОУМ. Суперпозиция двух и более пучков Бесселя с комплексным смещением может не менять ОУМ, хотя распределение интенсивности будет меняться. Эксперимент хорошо согласуется с теорией.Ключевые слова: бездифракционный лазерный пучок, непараксиальная мода Бесселя, орбитальный угловой момент, комплексное смещение решения уравнения Гельмгольца, мо-дулятор света. В этой работе рассматривается суперпозиция смещённых с оптической оси пучков Бесселя одина-кового порядка (с одинаковым топологическим заря-дом). Получено общее аналитическое выражение для ОУМ такой суперпозиции. Показано, что если весо-вые коэффициенты суперпозиции -действительные числа, то ОУМ всей суперпозиции пучков Бесселя равен ОУМ одного несмещённого пучка Бесселя. Это позволяет формировать бездифракционные пучки с разным распределением интенсивности, но с одина-ковым ОУМ. Показано, что суперпозиция множества одинаковых пучков Бесселя, центры которых распо-ложены на окружности любого радиуса, эквивалентна одному пучку Бесселя из этой суперпозиции, распо-ложенному в центре окружности. Показано также, что комплексное смещение пучка Бесселя приводит к изменению распределения интенсивности в сечении пучка и изменению его ОУМ. Суперпозиция двух пучков Бесселя с комплексным смещением может не менять ОУМ, хотя распределение интенсивности бу-дет меняться. Результаты моделирования хорошо со-гласуются с экспериментальными данными. Введение

show abstract

“…This means the Bessel beam should be strongly nonparaxial (θ 0 > 60°) to realize universal pulling. In spite of considerable challenges in generation of such strongly nonparaxial Bessel beams, the hypergeometric laser beam [139] is a promising candidate to possess the required nonparaxiality. On the other hand, the scattered field can be focused in the forward direction by controlling the interaction of the electric and magnetic dipoles.…”

Section: Manipulation By Interfering Optical Fieldsmentioning

confidence: 99%

Engineering light-matter interaction for emerging optical manipulation applications

et al. 2014

View full text Add to dashboard Cite

Abstract:In this review, we explore recent trends in optical micromanipulation by engineering light-matter interaction and controlling the mechanical effects of optical fields. One central theme is exploring the rich phenomena beyond the now established precision measurements based on trapping micro beads with tightly focused beams. Novel synthesized beams, exploiting the linear and angular momentum of light, open new possibilities in optical trapping and micromanipulation. Similarly, novel structures are promising to enable new optical micromanipulation modalities. Moreover, an overview of the amazing features of the optics of tractor beams and backward-directed energy fluxes will be presented. Recently the so-called effect of negative propagation of the beams (existence of the backward energy fluxes) has been confirmed for X-waves and Airy beams. In the review, we will also discuss the negative pulling force of structured beams and negative energy fluxes in the vicinity of fibers. The effect is achieved due to the interaction of multipoles or, in another interpretation, the momentum conservation. Both backward-directed Poynting vector and backward optical forces are counter-intuitive and give an insight into new physics and technologies. Exploiting the degrees of freedom in synthesizing novel beams and designed microstructures offer attractive prospects for emerging optical manipulation applications.

show abstract

Rotation of microparticles with Bessel beams generated by diffractive elements

Cited by 17 publications

References 21 publications

Generation and propagation of high-order Bessel vortices in linear and non-linear crystals

Generation and propagation of high-order Bessel vortices in linear and non-linear crystals

Analysis of the orbital angular momentum of superposition of diffraction-free Bessel beams with a complex shift

Engineering light-matter interaction for emerging optical manipulation applications

Contact Info

Product

Resources

About