Выпускная работа по «Основам информационных технологий» Магистрант кафедры теоретической физики Глод Максим Евгеньевич Руководители: профессор Борздов Георгий Николаевич, доцент Кожич Павел Павлович

Применение ИТ в исследованиях квази-бесселевых оптических пинцетов На примере использования квази- бесселевых оптических пинцетов для трехмерного захвата и манипулирования микрочастицами.

Цель – показать на примере моделирования квази-Бесселевых пучков и исследования их свойств для определения условий трехмерного захвата диэлектрических микрочастиц в таких пучках применение ИТ в теоретической физике.

Основные формулы для расчета полей: (1) (2) (3) (4) (5)

Выражения для расчета силы: (6) (7) (8)

Преимущества метода Т матриц Фундаментальной особенностью Т-матричного метода является то, что матрица Т зависит только от физических характеристик рассеивающего объекта (таких как показатель преломления, размер по отношению к длине волны света, морфология и ориентация по отношению к лабораторной системе координат) и совершенно не зависит от направлений распространения и поляризаций падающего и рассеянного полей. Следовательно, одна и та же Т матрица может быть использована при расчетах для любого направления распространения и любой поляризации падающего поля.

Моделирование Бесселевых пучков. Рисунок 1 - Волновые векторы всех плоских волн лежат на конусе с углом раствора 0.

Рисунок 2 - Профиль распределения плотности энергии Бесселевого пучка для s=2, p=1.

Рисунок 3- Профиль распределения плотности энергии квази- Бесселевого пучка для s=1, p=0.

Рисунок 4 - Поперечное распределения плотности энергии квази-Бесселевого пучка для s=1, p=0.

Рисунок 5 - Распределение плотности энергии квази- Бесселевого пучка для s=1, p=0.

Рисунок 6 - Распределение плотности энергии квази- Бесселевого пучка для s=1, p=0.

Результаты моделирования: Рисунок 7 - График зависимости поперечной компоненты силы, действующей на частицу в квази-Бесселевом пучке первого порядка, от расстояния до оси пучка.

Рисунок 8 - График зависимости продольной компоненты силы, действующей на частицу в квази-Бесселевом пучке первого порядка.

Заключение. В результате моделирования квази- Бесселевых пучков и исследования их свойств, позволяющих осуществлять трехмерную локализацию микрочастиц, показали применение ИТ-технологий в теоретической физике.

Спасибо за внимание!