乳液液滴光学形变的理论分析

我们提出了一个理论框架，用于预测具有超低界面张力的微米级乳液液滴在光学形变下的三维形状。液滴的最终形状和尺寸源于界面张力与光力之间的平衡。通过将激光场近似为高斯光束，在瑞利 - 甘斯 (Rayleigh-Gans) 区域内工作，并假设油 - 水界面处的表面能是各向同性的，我们数值求解了所得的形状方程以阐明液滴的三维几何结构。我们获得了多种形状，它们是光镊数量、激光功率和位置、表面张力、初始液滴尺寸和几何形状的函数。在实验中，已从上方拍摄了液滴的二维轮廓图像，但对于当前的光学配置，尚未观察和报告其完整的侧面视图。这一实验局限性导致了区分具有相同二维投影但具有不同三维形状的液滴时的模糊性。我们的模型首次阐明并量化了这种差异。我们还提供了一个无量纲数，该数在值 $\approx 1.0$ 处指示形状转变（从椭球到哑铃形），这是通过平衡界面张力和激光力获得的，并通过数据坍缩得到了证实。