超越简谐近似的高斯驻波中光悬浮介质盘的稳定性与动力学

对捕获在高斯驻波中的介质盘所受的力和力矩进行了理论分析，分析的盘包括半径为 $2~\mu\text{m}$、折射率为 $n=1.45$ 和 $n=2.0$ 的盘，以及半径为 200 nm、折射率为 $n=1.45$ 的盘。力和力矩的计算采用离散偶极子近似方法，同时进行了分析和数值计算。除了简谐项外，势能中的三阶转动-平动耦合项可能很重要，并且在描述超出瑞利极限的盘的动力学时必须加以考虑。这些耦合项是盘的有限延展与光束的高斯和驻波几何结构耦合的结果。受耦合项影响最大的自由度的动力学在功率谱密度中显示出若干边带。模拟表明，对于 $1-4~\mu\text{m}$ 的高斯光束束腰，盘保持稳定捕获。