Оптическая левитация ми-резонансных кремниевых частиц в поле блоховских поверхностных электромагнитных волн

Управление движением наночастиц в жидкости с помощью ближнего поля интегральных оптических элементов сопряжено с усилением вязкого трения и повышенной вероятностью адгезии. Одним из путей к решению этой проблемы стал поиск систем с минимумом потенциальной энергии, удаленным от поверхности структуры. В настоящей работе численно исследуются силы, действующие на ми-резонансные кремниевые частицы в воде в эванесцентном поле блоховской поверхностной волны, и предложена методика локализации таких частиц на управляемом расстоянии от поверхности. Для этого используются поверхностные волны на двух оптических частотах, обладающие разным знаком взаимодействия с частицей и разной глубиной проникновения поля в среду. На примере кремниевой сферы диаметром 130 нм и лазерного излучения с длинами волн 532 и 638 нм суммарной мощностью 100 мВт показано, что с учетом броуновского движения предложенный метод обеспечивает стабильную локализацию частицы в диапазоне перестройки равновесного расстояния до поверхности от 60 до 100 нм.