水溶液中聚苯乙烯小球的单光束光操纵及有序结构的形成

邓海东，杨小红

(华南农业大学理学院，510642，广州)

水溶液中聚苯乙烯小球的单光束光操纵及有序结构的形成

邓海东，杨小红

(华南农业大学理学院，510642，广州)

利用单束强聚焦激光对悬浮于水中的聚苯乙烯小球进行了二维的光操纵，并研究了聚苯乙烯小球在光阱中的动力学过程。实验果表明：在切向光梯度力的作用下，聚苯乙烯小球会在样品盒的衬底上发生自组装行为形成二维有序的六角密排的周期性结构。利用这种单光束光组装的方法，在玻璃基底上制备了聚苯乙烯小球二维有序周期性结构。该研究结果将为利用单光强聚焦激光来制备微纳光子多功能器件提供理论依据及实验参考。

光操纵；聚苯乙烯小球；光学组装

0 引言

自1986年贝尔实验室的科学家A Ashkin利用光压的方法成功地实现对微米粒子的操控之后[1]，光操纵技术一直是纳米光子学领域的研究热点，光镊技术不仅极大地扩展了激光在科技领域中的应用，而且为科研工作者探索微观世界的物理知识提供了一种全新的技术手段。

在此后的20年里，光操纵技术得到了迅速发展，由最初的单粒子操纵[1]发展到多粒子操纵[2]、从微米粒子操纵[3]发展到纳米粒子操纵[4]、从球形粒子操纵[2]发展到不规则形状粒子的操纵[5]、从最初的聚合物粒子操控[2]发展到金属粒子[6-8]以及量子点的操控[9]。在大多数研究中，人们希望采用激光操纵的方法将大量的微纳米粒子组装成一个有序结构。于是，在20世纪90年代，Burn等人首次提出了光物质(optical mat-ter)的概念[10]。……