通过自旋到轨道角动量转换增强近场光镊

光的近场图样为在纳米光子学、微生物学与纳米技术广泛应用中光学捕获、输运与分选单个纳米尺度粒子提供了途径。利用严格电磁理论，我们研究了携带自旋与轨道角动量的近场光镊的力与捕获性能。捕获场假定由全内反射显微镜物镜在玻璃-水界面产生，且大部分透射光为倏逝波。我们发现了这些光镊的新特性，包括旋转并稳定捕获纳米珠的可能性。更重要的是，我们表明在近场条件下，自旋与轨道角动量对小粒子转动的贡献几乎等价，当二者符号相反时存在相互抵消的可能。我们表明这些条件导致最优光学捕获，产生用于纳米操控的极有效光镊，兼具圆对称性与相对较弱的转动。