FDTD 방법을 이용한 광집게의 포획 힘 계산 (Calculations of the Trapping Force of Optical Tweezers using FDTD Method)

서지정보

· 발행기관 : 한국광학회
· 수록지 정보 : 한국광학회지 / 19권 / 1호 / 80 ~ 83페이지
· 저자명 : 성승용, 이용구

초록

광집게는 매질보다 큰 굴절률을 가지는 마이크로 크기의 구형 유전체를 강하게 집속되는 레이저를 이용해서 포획하고 움직이는
도구이다. 본 논문에서는 FDTD 방법을 이용해서 포획 힘을 계산하고, 그 방법을 설명하였다. 강하게 집속되는 레이저는 nonparaxial
Gaussian beam을 이용해서 표현하였으며, 레이저가 대상물체와 매질에서 진행하는 것은 FDTD 방법을 이용해서 시뮬레이션 하였다.
레이저를 계산공간 전체에서 해석적으로 표현하기 위해서 scattered field formulation을 이용하였다. FDTD 방법을 이용해서 대상물
체의 안팎의 전자기장을 시뮬레이션하고, 그 결과를 이용해서 Maxwell’s stress tensor에 기반하여 포획 힘을 계산하였다.

영어초록

Optical tweezers are a tool that can use a tightly focused laser beam to trap and manipulate micron-sized dielectric particles
that are immersed in a medium with lower refractive index. In this paper, the calculation of the trapping force of optical tweezers
is presented. A nonparaxial Gaussian beam is used to represent a tightly focused Gaussian beam, and the FDTD (Finite-Difference
Time-Domain) method is used for computing the electromagnetic field distributions in the dielectric medium. Scattered-field
formulation is used for analytical expression of the incident fields. Using the electromagnetic field distribution from FDTD
simulation, the trapping force is calculated based on Maxwell’s stress tensor.

참고자료

· 없음