的瑞利散射粒子对于直径小于激光波长的瑞利散射颗粒,适用于波动光学理论和电磁模型。波动光学理论认为,在光轴方向有一对作用力:与入射光同向正比于光强的散射力和与光强梯度同向正比于强度梯度的梯度力。梯度力与散射力的比值大于1,这样合力就指向焦点处,能够实现对微粒的捕捉5新型光镊光场起初,光镊的光场基本是低阶的高斯光束,然而这种光场的捕获范围和纵向深度都十分有限,而且光镊如果要想获得更加广泛的应用,就必须结合各种新型光场来实现各种特殊、复杂的操纵功能。当下备受关注的新型光场主要有:涡旋光束、非衍射和自修复光束、自加速光束以及矢量光束。6新型光镊光场涡旋光束与相位奇点相关,本身携带轨道角动量,在与物质相互作用过程中可以将角动量传递给微粒,从而导致微粒在光场中做旋转运动。常见的涡旋光束有拉盖尔高斯光束(Laguerre-Gaussianbeam)和高阶贝塞尔光束(Besselbeam)。7新型光镊光场贝塞尔光束同时也属于非衍射光束,相比于高斯型光束,贝塞尔光束可传播较远距离而保持中心光斑的大小和尺寸基本不变。由于贝塞尔光束在传播过程中具有很好的稳定性,故被用于引导微粒沿轴向输运距离可达3mm,这个间距远远大于高斯型光束的光镊的轴向捕获深度。并且,在轴向3mm距离中可以实现多个平面长距离捕获多微粒,如图所示。非衍射光束还包括马提厄光束、抛物线光束、艾里光束等。8新型光镊光场抛物线光束和艾里光束也是一种自加速光束。自加速光束在沿轴向传播过程中以某个角度弯曲而不沿直线传播,看起来像是在自由空间中加速。这种光束在光操控中可以用于沿着设定的轨迹输运微粒,如图所示。自加速光束还有韦伯光束(Weberbeam)和螺旋光束(spiralbeams)等9新型光镊光场不均匀的偏振光场,如径向偏振光束和方位角偏振光束,具有优越的会聚特性,使得矢量光束在操控纳米粒子,特别是金属纳米粒子方面具有明显的优势。10
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