通过独立集成光学拉力和横向力实现三维等离子体纳米马达

光-物质相互作用通常涉及入射光子与目标物体之间的动量交换，产生光学力和力矩。虽然这些力通常较弱，但在纳米尺度上具有显著意义，正在激发对光子 recoil驱动微观和纳米结构的强烈研究兴趣。虽然在控制横向自由度方面取得了重要进展，但三维运动仍具有挑战，特别是由于实现与入射光方向相反的拉力在实际中不切实际。本文在理论上提出一种新型纳米马达设计，使其能够独立控制横向和纵向运动。该设计利用以纬向极化的波尔兹曼光束与介质玻璃圆柱体之间的耦合，实际实现光学拉力。同时，嵌入圆柱体内的非对称等离子体二体结构通过平面波照明下的非对称散射提供横向运动。我们进一步证明，即使在长时间照明下，也可以抑制不需要的位移和旋转。我们的设计在运动控制中开辟了新的自由度，允许通过简单调节偏振或在平面波和波尔兹曼光束之间切换来实现拉力、推力和横向运动。