Des chercheurs révèlent un piège optique entièrement gris dans la lumière structurée

Un groupe de recherche dirigé par le professeur Yao Baoli et le Dr Xu Xiaohao de l’Institut d’optique et de mécanique de précision de Xi’an (XIOPM) de l’Académie chinoise des sciences a révélé un piège optique entièrement gris dans la lumière structurée, capable de capturer nanoparticules mais apparaît dans la région où l’intensité n’est ni maximisée ni minimisée. L’étude est publié dans Examen physique A.

Le piège optique est l’une des plus grandes découvertes de l’optique et de la photonique. Depuis les travaux pionniers d’Arthur Ashkin dans les années 1970, le piège optique a été utilisé dans un large éventail d’applications dans les sciences de la vie, la physique et l’ingénierie. Semblable à ses homologues thermiques et acoustiques, ce piège est généralement soit clair, soit sombre, situé aux maxima ou minima de l’intensité du champ.

Dans cette étude, les chercheurs ont développé un modèle multipolaire d’ordre élevé pour les forces de gradient basé sur la théorie de l’expansion multipolaire. En immergeant les particules de Si dans la lumière structurée avec un champ en forme de pétale, ils ont découvert que les forces de gradient multipolaire d’ordre élevé peuvent piéger les particules de Si à l’intensité optique, qui n’est ni maximisée ni minimisée.

Par conséquent, les chercheurs ont démontré qu’il pouvait exister un état de piégeage intermédiaire, appelé piégeage optique plein gris. L’origine de ce nouveau piège remonte à l’effet pondermoteur non local du gradient d’intensité optique, obtenu grâce à l’excitation de résonances Mie multipolaires d’ordre supérieur dans les nanoparticules.

Le piège entièrement gris souligne l’impact des réponses de Mie sur l’optomécanique et facilitera le développement futur du refroidissement, de la structuration et du tri ultra-sensible des nanoparticules.