Optical Magnus radiation force and torque on a dielectric layered cylinder with a spinning absorptive dielectric core

物理 光学力 光学 声辐射力 扭矩 极化(电化学) 电介质 内芯 横截面 经典力学 机械 光学镊子 声学 量子力学 超声波 工程类 物理化学 结构工程 化学 地球物理学
作者
F. G. Mitri
出处
期刊:Journal of the Optical Society of America [The Optical Society]
卷期号:39 (3): 332-332 被引量:9
标识
DOI:10.1364/josaa.451337
摘要

A dielectric cylindrical shell material with an inner stationary absorptive core (or, equivalently, a concentric layered cylinder) illuminated by an axisymmetric wave field (in 2D) with arbitrary polarization will experience a time-averaged radiation force along the direction of wave propagation, whereas the transverse component vanishes as required by symmetry. Counterintuitively, the present analysis shows that when the inner absorptive core material rotates with an initial angular velocity Ω0 around its main geometrical axis, a transverse radiation force component arises (in addition to a longitudinal force) as well as an axial radiation torque component in plane waves. This phenomenon is the analog of the classical hydrodynamic Magnus effect. In this analysis, the instantaneous rest-frame theory and the modal series expansion method in cylindrical coordinates are utilized to formulate the EM/optical scattering from a cylindrical shell with arbitrary thickness, and to compute the optical radiation force and torque vector components. Particular emphases are given on the size parameter of the cylindrical shell, the layer thickness, the angular rotation of the inner absorptive core, and the polarization (TM or TE) of the incident plane waves. Numerical computations illustrate the analysis and explicate the behaviors of the longitudinal, transverse, and axial radiation force and torque components. Related applications for the optical Magnus effect in radiation force and torque investigations can benefit from the results of the present analysis in spin-optics, rotational Doppler shift for optical waves, optical tweezers, optical manipulation of elongated spinning objects, and particle rotation.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
郭德久完成签到 ,获得积分10
刚刚
gmc关闭了gmc文献求助
1秒前
1秒前
大模型应助yao采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
bunny发布了新的文献求助10
4秒前
一只西瓜茶完成签到,获得积分20
4秒前
4秒前
共享精神应助修日天采纳,获得10
5秒前
orixero应助贪玩寄翠采纳,获得10
5秒前
刘佳完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
高贵振家发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
sciscisci发布了新的文献求助10
7秒前
EShan完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
zy完成签到,获得积分10
7秒前
香蕉觅云应助数值分析采纳,获得10
8秒前
8秒前
邱邱完成签到,获得积分10
9秒前
目眩完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
RNAPW发布了新的文献求助10
9秒前
roy完成签到,获得积分20
10秒前
Lorain发布了新的文献求助10
10秒前
教授王发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
12秒前
menghongmei发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
Grinde发布了新的文献求助10
13秒前
汉堡包应助gww采纳,获得10
14秒前
美丽萝莉完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
15秒前
一二三四发布了新的文献求助10
15秒前
可爱的函函应助luonayi采纳,获得10
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1000
Russian Foreign Policy: Change and Continuity 800
Real World Research, 5th Edition 800
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 800
Superabsorbent Polymers 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5709417
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5194819
关于积分的说明 15256984
捐赠科研通 4862196
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2609928
邀请新用户注册赠送积分活动 1560336
关于科研通互助平台的介绍 1518058