Opticheskiy zakhvat i peremeshchenie mikrochastits blizhnim polem blokhovskikh poverkhnostnykh voln v polimernykh volnovodakh

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Захват и перемещение микрочастиц при помощи ближнего поля волноводных мод позволяет реализовать стабильные и компактные интегрально-оптические платформы для манипулирования, сортировки и исследования одиночных микрообъектов. В данной работе исследована возможность оптического манипулирования при помощи блоховских поверхностных волн, распространяющихся в полимерных волноводах на поверхности одномерного фотонного кристалла и локализующих свет у поверхности волновода. Проведено численное моделирование оптических сил, действующих на сферическую микрочастицу со стороны фундаментальной волноводной моды блоховской поверхностной волны. Методом двухфотонной лазерной литографии изготовлены волноводы из полимера SU-8 на поверхности одномерного фотонного кристалла. Экспериментально продемонстрировано перемещение полистироловой микрочастицы вдоль волновода при возбуждении в нем блоховской поверхностной волны.

References

  1. G. Volpe, O. M. Marago, H. Rubinsztein-Dunlop et al. (Collaboration), J. Phys. Photonics 5, 022501 (2023).
  2. A. Ashkin, J. M. Dziedzic, J. E. Bjorkholm, and S. Chu, Opt. Lett. 11, 288 (1986).
  3. Ю. В. Пичугина, А. С. Мачихин, Фотоника 14, 254 (2020).
  4. С. П. Котова, Н. Н. Лосевский, А. М. Майорова, С. А. Самагин, Известия Российской академии наук. Серия физическая 87, 1682 (2023).
  5. A. B. Stilgoe, T. A. Nieminen, and H. Rubinsztein-Dunlop, Nature Photon. 16, 346 (2022).
  6. M. L. Juan, M. Righini, and R. Quidant, Nature Photon. 5, 349 (2011).
  7. Y. Ren, Q. Chen, M. He, X. Zhang, H. Qi, and Y. Yan, ACS Nano 15, 6105 (2021).
  8. D.A. Shilkin, E. V. Lyubin, I. V. Soboleva, and A. A. Fedyanin, Opt. Lett. 40, 4883 (2015).
  9. B. S. Schmidt, A. H. J. Yang, D. Erickson, and M. Lipson, Opt. Express 15, 14322 (2007).
  10. A. H. J. Yang, S.D. Moore, B. S. Schmidt, M. Klug, M. Lipson, and D. Erickson, Nature 457, 71 (2009).
  11. S. Gaugiran, S. Getin, J. M. Fedeli, G. Colas, A. Fuchs, F. Chatelain, and J. Derouard, Opt. Express 13, 6956 (2005).
  12. S. Lin, E. Schonbrun, and K. Crozier, Nano Lett. 10, 2408 (2010).
  13. V. Garcés-Châvez, R. Quidant, P. J. Reece, G. Badenes,L. Torner, and K. Dholakia, Phys. Rev. B 73, 085417 (2006).
  14. Y. Zhang, C. Min, X. Dou, X. Wang, H. P. Urbach, M. G. Somekh, and X. Yuan, Light Sci. Appl. 10, 59 (2021).
  15. K. Wang, E. Schonbrun, P. Steinvurzel, and K. B. Crozier, Nano Lett. 10, 3506 (2010).
  16. P. Yeh, A. Yariv, and A. Y. Cho, Appl. Phys. Lett. 32, 104 (1978).
  17. A. Sinibaldi, N. Danz, E. Descrovi, P. Munzert, U. Schulz, F. Sonntag, L. Dominici, and F. Michelotti, Sens. Actuators B Chem. 174, 292 (2012).
  18. B. Vosoughi Lahijani, N. Descharmes, R. Barbey, G. D. Osowiecki, V. J. Wittwer, O. Razskazovskaya, T. Südmeyer, and H. P. Herzig, Adv. Opt. Mater. 10, 2102854 (2022).
  19. К.Р. Сафронов, В. О. Бессонов, А. А. Федянин, Письма в ЖЭТФ 114, 360 (2021)
  20. R. Badugu, J. Mao, S. Blair, D. Zhang, E. Descrovi, A. Angelini, Y. Huo, and J. R. Lakowicz, J. Phys. Chem. C 120, 28727 (2016).
  21. C. Zhang, Q. Liu, X. Peng, Z. Ouyang, and S. Shen, Nanophotonics 10, 3879 (2021).
  22. E. Descrovi, T. Sfez, M. Quaglio, D. Brunazzo, L. Dominici, F. Michelotti, H. P. Herzig, O. J. Martin, and F. Giorgis, Nano Lett. 10, 2087 (2010).
  23. T. Sfez, E. Descrovi, L. Yu, D. Brunazzo, M. Quaglio, L. Dominici, W. Nakagawa, F. Michelotti, F. Giorgis, O. J. F. Martin, and H. P. Herzig, J. Opt. Soc. Am. B. 27, 1617 (2010).
  24. D. A. Shilkin, K. R. Safronov, A. D. Rozanov, V. O. Bessonov, and A. A. Fedyanin, Moscow University Physics Bulletin 78, 179 (2023).
  25. Е. А. Безус, Известия Российской академии наук. Серия физическая 86, 6 (2022).
  26. L. Yu, E. Barakat, T. Sfez, L. Hvozdara, J. Di Francesco, and H. P. Herzig, Light Sci. Appl. 3, e124 (2014).
  27. R. Wang, H. Xia, D. Zhang, J. Chen, L. Zhu, Y. Wang, E. Yang, T. Zang, X. Wen, G. Zou, P. Wang, H. Ming, R. Badugu, and J. R. Lakowicz, Nat. Commun. 8, 14330 (2017).
  28. K. R. Safronov, D.N. Gulkin, I. M. Antropov, K. A. Abrashitova, V. O. Bessonov, and A. A. Fedyanin, ACS Nano 14, 10428 (2020).
  29. K. R. Safronov, V. O. Bessonov, D. V. Akhremenkov, M. A. Sirotin, M. N. Romodina, E. V. Lyubin, I. V. Soboleva, and A. A. Fedyanin, Laser Photonics Rev. 16, 2100542 (2022).
  30. Y.-C. Lee, Y.-L. Ho, B.-W. Lin, M.-H. Chen, D. Xing, H. Daiguji, and J.-J. Delaunay, Nat. Commun. 14, 6458 (2023).
  31. D.A. Shilkin, E. V. Lyubin, and A. A. Fedyanin, ACS Photonics 9, 211 (2022).
  32. F. Lu, L. Gong, Y. Kuai, X. Tang, Y. Xiang, P. Wang, and D. Zhang, Photonics Res. 10, 14 (2022).
  33. Д. А. Шилкин, А. А. Федянин, Письма в ЖЭТФ 115, 157 (2022)
  34. D. A. Shilkin, E. V. Lyubin, M. R. Shcherbakov, M. Lapine, and A. A. Fedyanin, ACS Photonics 4, 2312 (2017).
  35. K. A. Abrashitova, D. N. Gulkin, K. R. Safronov, N. G. Kokareva, I. M. Antropov, V. O. Bessonov, and A. A. Fedyanin, Appl. Sci. (Switzerland) 8, 63 (2018).
  36. М. Д. Апарин, Т. Г. Балуян, М. И. Шарипова, М. А. Сиротин, Е. В. Любин, И. В. Соболева, B. О. Бессонов, А. А. Федянин, Известия Российской академии наук. Серия физическая 87, 807 (2023).
  37. I. V. Soboleva, V. V. Moskalenko, and A. A. Fedyanin, Phys. Rev. Lett. 108, 123901 (2012).
  38. F. I. Baida and M.-P. Bernal, Commun. Phys. 3, 86 (2020).
  39. A. Dominguez, A. Fernandez, N. Gonzalez, E. Iglesias, and L. Montenegro, J. Chem. Educ. 74, 1227 (1997).
  40. Y. Kazoe and M. Yoda, Appl. Phys. Lett. 99, 124104 (2011).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».