[en] OPTICAL TWEEZERS AND STRUCTURED LIGHT: TRAPPING MICROPARTICLES IN A DARK FOCUS

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: FELIPE ALMEIDA DA SILVA
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: MAXWELL
• Palavras-chave em Português: [pt] OPTOMECANICA; [pt] LUZ ESTRUTURADA; [pt] PINCA OTICA; [en] OPTOMECHANICS; [en] STRUCTURED LIGHT; [en] OPTICAL TWEEZER
• Link de acesso: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=62836&idi=1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=62836&idi=2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.62836

[pt] Optomecânica, o estudo de forças induzidas pela luz sobre a matéria, teve grandes avanços nos últimos anos com diversas implicações sobre todas as ciências naturais. Pinças ópticas, por exemplo, são amplamente usadas na física, química e biologia para aprisionar nano e micropartículas com índice de refração maior do que o meio que a cerca usando, em geral, feixes Gaussianos. Generalizando essa técnica, trabalhos recentes começaram a explorar estados de ordem maior dos feixes eletromagnéticos e suas superposições para aprisionamento óptico, criando feixes com fase, modo e amplitude ajustáveis. Esses novos graus de liberdade permitem o uso de potenciais arbitrários e até mesmo forças dependentes do tempo capazes de induzir movimento controlado no objeto aprisionado. Nesse contexto de feixes estruturados, nós podemos explorar não apenas as forças atrativas entre luz e matéria, mas também as forças repulsivas que ocorrem quando o índice de refração da partícula é menor que o do meio circundante. Neste trabalho vamos explorar ambos cenários a partir da criação de feixes holográficos com um Modulador Espacial de Luz (SLM). Mais especificamente, vamos focar na implementação do feixe de foco escuro, ou feixe de garrafa, onde as partículas encontram equilíbrio em uma região sem incidência de luz. Resultados experimentais são apresentados e comparados com simulações numéricas baseadas na teoria de Lorentz-Mie e possíveis aplicações dessas pinças óticas inversas são discutidas em optomecânica e biologia.