由光的自旋-轨道相互作用驱动的微马达：在微尺度模拟行星运动

我们引入了一类由光的自旋-轨道相互作用和自旋驱动流体流动驱动的新型光学微马达，这导致了微马达的同时自转与公转。这些微马达本质上是双折射液晶（LC）粒子，能够将光的角动量高效转化为高频旋转运动。通过高数值孔径物镜将圆偏振高斯光束紧密聚焦到折射率分层介质中，我们创建了一个球面像差强度分布，其中被光捕获在该分布中心的微马达的自旋运动会引起流体流动，从而导致偏离光轴被捕获的周围粒子（次级微马达）发生轨道运动。此外，光的螺旋性与 LC 介质各向异性性质之间的相互作用导致输入螺旋性破缺，并驱动右旋圆偏振到左旋圆偏振的转换，反之亦然。这种自旋到自旋的转换在某些情况下也会导致沿轨道运动的次级微马达发生自旋，从而使得由自转的初级微马达和公转且自转的次级微马达组成的整个系统类似于介观尺度上的行星运动。我们的发现得到了理论建模和实验验证的支持，推进了对微尺度下光与物质相互作用的理解。