[发明专利]硅三聚体纳米光镊结构及纳米颗粒捕获移动的方法

权利要求书

1.一种纳米颗粒捕获移动的方法，其特征在于，按照以下步骤进行：

步骤一、先将硅三聚体纳米光镊结构进行建模，确定三维分解的方向；再计算硅三聚体在线性偏振的均匀平面波照射下在纵向切面以及横向切面的电场增强图，其中线性偏振光与硅三聚体任意两个硅圆柱的主轴平行；得到电场增强图中场增强最强的区域在硅三聚体与均匀平面波线性偏振平行的间隔处；

步骤二、确定硅圆柱直径和高为200nm，两两相聚的圆心距离为250nm，合适捕获间隔为50nm，光场强度为300mW/μm²，光波长为1064nm；

步骤三、定量分析硅三聚体纳米光镊结构捕获纳米颗粒的捕获光力；先利用麦克斯韦张量法或者体积法计算线偏振光下光合力在三维方向在(x,y,z)三个方向上进行三个分力Fx,Fy,Fz的分解，分析三个光分力是否存在光力为零，并且光分力对分力方向求导为负数的点，该点即为被捕获位置，在三个分解方向上共同确定具体捕获位置；

定量分析硅三聚体纳米光镊结构捕获纳米颗粒的捕获势能；将光力从无穷远处积分，得到势能曲线，当势能大于1K_BT，颗粒就能克服布朗力，被限制在势阱中；势能越大，越能稳定捕获纳米颗粒，其中K_B为玻尔兹曼常数，T为温度；

步骤改变均匀平面光波的偏振，利用改变偏振法从而移动颗粒；将入射光的线性偏振光的偏振角进行旋转，改变偏振角，电场增强图中的热点位置会随着偏振角的变化而变化，从而改变颗粒被捕获的位置，利用偏振依赖性进行纳米颗粒在硅三聚体纳米光镊结构中捕获位置的移动，实现运输纳米颗粒的目的；

计算圆偏振光下硅三聚体纳米光镊结构捕获纳米颗粒的捕获能力；圆偏振光时通过电场增强图发现硅三聚体形成三个热点位置，能够扩大捕获纳米颗粒的范围，同时捕获更多的纳米颗粒；

所述硅三聚体纳米光镊结构用于形成近场消逝波，利用局域场增强捕获纳米颗粒；

所述硅三聚体纳米光镊结构包括

硅基底，用于吸收激光光场中产生的焦耳热，并且作为硅三聚体纳米光镊结构的基底；

硅三聚体，位于基底上，用于与激光作用形成局域电场，将纳米颗粒进行捕获；

平面光波，用于产生激光并与硅三聚体作用产生消逝场；

纳米颗粒，用于计算的被捕获的纳米颗粒；

所述硅三聚体，包括三个硅圆柱组成的硅三聚体；

所述硅三聚体纳米光镊结构处在水的环境中；

所述平面光波，入射方向为垂直硅三聚体以及硅基底方向；

所述纳米颗粒，为介电颗粒或金属颗粒或活体细胞生物材料。