|
|
Optická levitace dielektrických objektů v externím elektrickém poli
Zemánková, Tereza ; Flajšmanová,, Jana (oponent) ; Svak, Vojtěch (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá optickou levitací dielektrické mikročástice ve vakuu a jejím vychylováním vnějším elektrickým polem. V teoretické části je matematicky popsán laserový svazek, ve kterém se stabilně zachytává částice. Následně je vysvětlena podstata optického chytání, zachycení částice a jsou představeny nejběžnější experimentální geometrie optických pastí - protiběžné svazky, optická levitace a optická pinzeta. Protože zachycená částice se chová velmi podobně jako harmonický oscilátor buzený bílým šumem, tak v závěru teoretické části jsou uvedeny pohybové rovnice částice a jejich řešení pro různé případy, včetně Langevinovy pohybové rovnice. V experimentální části jsou popsány dvě experimentální aparatury, na jejichž sestavení jsem se podílela. V závěru jsou uvedeny výsledky dvou hlavních provedených experimentů - vychylování zachycené částice externím elektrickým polem včetně určení jejího náboje, buzení částice řízeným bílým šumem a určení efektivní teploty stochastického pohybu částice.
|
|
|
Dynamics of Microparticles Optically Trapped in Vacuum
Svak, Vojtěch ; Čižmár, Tomáš (oponent) ; Marago, Onofrio (oponent) ; Brzobohatý, Oto (vedoucí práce)
A microparticle levitating in vacuum only by optical forces constitutes a mechanical system which is extremely well isolated from its environment, including its sources of noise. This unique feature provides the system with outstanding sensitivity on any change of surrounding conditions. We introduce a unique experimental set-up for trapping in vacuum which we built the Institute of scientific instruments of CAS in Brno. Subsequently we provide an experimental study of mechanical effect of circularly polarized light which, contrary to linearly polarized light, generates non-conservative contribution to the optical force field. We follow by presenting observation of optical binding of two particles in free space in vacuum which has never been realised before and show how the inter-particle interaction can be tuned and characterized. In the end we introduce a promissing method for optical force field estimation based on particles stochastic trajectory analysis.
|
|
|
Optická levitace dielektrických objektů v externím elektrickém poli
Zemánková, Tereza ; Flajšmanová,, Jana (oponent) ; Svak, Vojtěch (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá optickou levitací dielektrické mikročástice ve vakuu a jejím vychylováním vnějším elektrickým polem. V teoretické části je matematicky popsán laserový svazek, ve kterém se stabilně zachytává částice. Následně je vysvětlena podstata optického chytání, zachycení částice a jsou představeny nejběžnější experimentální geometrie optických pastí - protiběžné svazky, optická levitace a optická pinzeta. Protože zachycená částice se chová velmi podobně jako harmonický oscilátor buzený bílým šumem, tak v závěru teoretické části jsou uvedeny pohybové rovnice částice a jejich řešení pro různé případy, včetně Langevinovy pohybové rovnice. V experimentální části jsou popsány dvě experimentální aparatury, na jejichž sestavení jsem se podílela. V závěru jsou uvedeny výsledky dvou hlavních provedených experimentů - vychylování zachycené částice externím elektrickým polem včetně určení jejího náboje, buzení částice řízeným bílým šumem a určení efektivní teploty stochastického pohybu částice.
|
|
|
Orbital motion from optical spin: the extraordinary momentum of circularly polarized light beams
Svak, Vojtěch ; Brzobohatý, Oto ; Šiler, Martin ; Jákl, Petr ; Zemánek, Pavel ; Simpson, Stephen Hugh
We provide a vivid demonstration of the mechanical effect of transverse spin momentum in an\noptical beam in free space. This component of the Poynting momentum was previously thought\nto be virtual, and unmeasurable. Here, its effect is revealed in the inertial motion of a probe\nparticle in a circularly polarized Gaussian trap, in vacuum. Transverse spin forces combine with\nthermal fluctuations to induce a striking range of non-equilibrium phenomena. With increasing\nbeam power we observe (i) growing departures from energy equipartition, (ii) the formation of\ncoherent, thermally excited orbits and, ultimately, (iii) the ejection of the particle from the trap.\nOur results complement and corroborate recent measurements of spin momentum in evanescent\nwaves, and extend them to a new geometry, in free space. In doing so, we exhibit fundamental,\ngeneric features of the mechanical interaction of circularly polarized light with matter. The work\nalso shows how observations of the under-damped motion of probe particles can provide detailed\ninformation about the nature and morphology of momentum flows in arbitrarily structured light\nfields as well as providing a test bed for elementary non-equilibrium statistical mechanics.
|
host ::
RSS.