[发明专利]线偏振非平面光波在包裹石墨烯薄层的微粒上产生可调谐非梯度光学力的方法

权利要求书

1.一种线偏振非平面光波在包裹石墨烯薄层的微粒上产生可调谐非梯度光学力的方法，其特征在于，在线偏振非平面光波照射下，通过使包裹石墨烯薄层的微粒偏离入射光轴(z轴)中心，破坏包裹石墨烯薄层的微粒周围的玻印亭矢量对称分布，使包裹石墨烯薄层的微粒上的总玻印亭矢量不为零，产生非梯度光学力；且该总玻印亭矢量随石墨烯的费米能级的变化发生改变，进而改变总玻印亭矢量作用在包裹石墨烯薄层的微粒上的非梯度光学力的方向和大小，来调控包裹石墨烯薄层的微粒在入射光场中的运动轨迹，从而对附着在石墨烯薄层表面的纳米尺寸分子进行可调谐捕获和筛选，其中包裹石墨烯薄层的微粒处于入射光束内，且偏离光束沿入射方向的中心对称轴（z轴）的距离为l，0<l≤w(z)；w(z)为入射光束宽，随z的变化发生改变，-∞<z<+∞；其中，微粒的材料是金属或介质，外形是球体、椭球体、圆柱体、圆锥体、棱柱、正方体、长方体，体积在1立方纳米至1000立方微米。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，入射光为线偏振非平面波，类型包括高斯波、贝塞尔波、艾里波；入射光垂直照射包裹石墨烯薄层的微粒；频率范围为0.3μm～20μm；功率范围为0.1mW/μm²～10mW/μm²。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的入射光的光源采用波长可调谐激光器、半导体连续或准连续激光或者发光二极管。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的包裹石墨烯薄层的微粒材料是金属或介质，金属是Al、Ag、Au、Cu、Ni、Pt，介质是半导体材料如Si、SiO₂、GaAs、InP、Al₂O₃中的一种或聚合物。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的包裹石墨烯薄层是由M层碳原子层构成，其中1≤M≤100。

6.根据权利要求1、2、4或5所述的方法，其特征在于，所述的附着在石墨烯薄层表面的纳米尺寸分子具有非手性结构或手性结构。

7.根据权利要求1、2、4或5所述的方法，其特征在于，所述的包裹石墨烯薄层的微粒是通过材料生长工艺实现，包括磁控溅射、电子束蒸发、金属有机化合物化学气相沉淀、气相外延生长、分子束外延。

8.根据权利要求1、2、4或5所述的方法，其特征在于，所述的包裹石墨烯薄层的微粒通过改变外加电场、温度、注入光强和石墨烯的厚度改变石墨烯的费米能级分布，进而改变石墨烯的介电系数及电导率。