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新方法利用光可使大尺寸物体悬浮及移动

文章作者:科技中心 上传时间:2020-01-11

该方法的关键是在物体表面创建特定的纳米级结构。这种结构会与光相互作用,通过控制沿物体表面光散射的各向异性,实现对毫米级、厘米级甚至米级尺度物体的自稳定光学操纵。物体在受到扰动时可以自行调整,产生恢复扭矩以使其保持在光束行进路线中。

研究论文指出,这一新方法并不要求高度聚焦的激光束,也不会过分限制物体形状、尺寸和材料组成,从理论上讲具有多种实际用途,既可用于非接触式晶圆的制造和组装,也可用于轻型航天器的轨迹控制。

科技日报华盛顿3月19日电 美国加州理工学院研究人员18日在《自然:光子学》期刊线上版上发表论文称,他们通过在物体表面创建特定的纳米结构,设计出一种使用光即可使物体悬浮并推其移动的新方法。研究人员称,这一理论方法将有很多实际用途,甚至可用于新一代光能驱动航天器的开发。

光学镊子只能在小范围内操纵非常小的物体,对于大尺寸物体则无能为力。而加州理工学院设计的这一新方法,则可以用光束操纵小至微米级、大至米级的多种不同形状和尺寸的物体,不仅可以使物体悬浮空中,还可推其循光束行进方向移动。

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该方法的关键是在物体表面创建特定的纳米级结构。这种结构会与光相互作用,通过控制沿物体表面光散射的各向异性,实现对毫米级、厘米级甚至米级尺度物体的自稳定光学操纵。物体在受到扰动时可以自行调整,产生恢复扭矩以使其保持在光束行进路线中。

论文作者之一、加州理工学院应用物理与材料科学系的哈里:阿特沃特称,这种技术甚至可用于未来光能驱动航天器的开发。从理论上讲,这样的航天器不需要携带燃料,可利用纳米级结构构建的激光推进光帆,通过激光加速,其速度甚至可接近光速。

论文作者之一、加州理工学院应用物理与材料科学系的哈里·阿特沃特称,这种技术甚至可用于未来光能驱动航天器的开发。从理论上讲,这样的航天器不需要携带燃料,可利用纳米级结构构建的激光推进光帆,通过激光加速,其速度甚至可接近光速。

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