基于聚焦声束的单束声镊：二维与三维捕获能力的数值分析
应用物理
2022-05-23 v1
摘要
选择性单束镊子在微流控与微生物学中对微粒、细胞及微生物的显微操控、组装与力学特性测试开辟了广阔前景。在光学中，单束光镊依赖于紧聚焦激光束，在焦点处产生三维(3D)陷阱。在声学中，迄今为止仅在称为声涡流的特定波场中实验报道过三维陷阱。事实上，许多类型的粒子会被排出（而非被吸引到）聚焦束的中心。然而，聚焦束的捕获能力迄今仅被部分探索。本文利用角谱代码在广泛参数范围（尺寸与波长之比及粒子类型）上数值探究了聚焦束的捕获能力。我们证明：(i) 比周围流体更易压缩的粒子、液滴和微生物（如聚二甲基硅氧烷、橄榄油、苯和脂质球）在瑞利区及超越瑞利区均可实现三维捕获；(ii) 利用粒子共振可实现对具有正对比因子粒子的二维捕获（无轴向陷阱）。
引用
@article{arxiv.2205.10033,
title = {Single beam acoustical tweezers based on focused beams: A numerical analysis of 2D and 3D trapping capabilities},
author = {Zhixiong Gong and Michael Baudoin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.10033},
year = {2022}
}
备注
17 pages, 12 figures