OPTIChESKAYa STABILIZATsIYa ZARYaZhENNYKh DIELEKTRIChESKIKh NANOChASTITs V GIBRIDNYKh LOVUShKAKh

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Представлены результаты теоретического исследования динамики заряженных диэлектрических наночастиц в гибридной ловушке. Предложена новая конфигурация гибридной ловушки, состоящей из поверхностной электродинамической ловушки с прозрачными электродами и оптической дипольной ловушки, формируемой лазерным гауссовым пучком. Моделирование динамики проводилось для наночастиц диоксида кремния, локализованных в гибридной ловушке в воздушной среде с учетом вязкого трения. Показано, что интенсивность лазерного излучения дипольной ловушки может использоваться в качестве бифуркационного параметра рассматриваемой динамической системы для изменения положения равновесия наночастиц. Предложенная конфигурация гибридной ловушки может стать новой платформой для реализации оптомеханической машины Изинга.

About the authors

E. V Soboleva

Международный научно-образовательный центр физики наноструктур, Университет ИТМО

Email: eliz.sobol239@gmail.com
Санкт-Петербург, Россия

D. P Shcherbinin

Международный научно-образовательный центр физики наноструктур, Университет ИТМО

Санкт-Петербург, Россия

S. S Rudyy

Международный научно-образовательный центр физики наноструктур, Университет ИТМО

Санкт-Петербург, Россия

A. V Ivanov

Международный научно-образовательный центр физики наноструктур, Университет ИТМО

Санкт-Петербург, Россия

References

  1. P. Polimeno, A. Magazzu, M. A. Iati et al., Optical Tweezers and Their Applications, J. of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer 218, 131 (2018).
  2. Z. Liu and D. Zhao, Radiation Forces Acting on a Rayleigh Dielectric Sphere Produced by Highly Focused Elegant Hermite-cosine-Gaussian Beams, Optics Express 20, 2895 (2012).
  3. N. Viana, A. Mazolli, M. Neto et al., Absolute Calibration of Optical Tweezers, Appl. Phys. Lett. 88, 131110 (2006).
  4. G. P. Conangla, R. A. Rica and R. Quidant, Extending Vacuum Trapping to Absorbing Objects with Hybrid Paul-optical Traps, Nano Lett. 20, 6018 (2020).
  5. J.-M. Cui, S.-J. Sun, X.-W. Luo et al., Cold Hybrid Electrical-Optical Ion Trap, arXiv preprint arXiv:2306.10366 (2023).
  6. J. P´erez-R´ıos and C. Greene, Reactivity in Ion-neutral High Density Medias, EPJ Web of Conferences 113, 02004 (2016).
  7. J. Kwolek, D. Goodman, B. Slayton et al., Measurement of Charge Exchange Between Na and Ca+ in a Hybrid Trap, Phys. Rev. A 99, 052703 (2019).
  8. D. Shcherbinin, V. Rybin, S. Rudyi et al., Charged Hybrid Microstructures in Transparent Thin-film Ito Traps: Localization and Optical Control, Surfaces 6, 133 (2023).
  9. S. Rudyi, A. Ivanov, and D. Shcherbinin, Fractal Quasi-coulomb Crystals in Ion Trap with Cantor Dust Electrode Configuration, Fractal and Fractional 7, 686 (2023).
  10. U. Tanaka, M. Nakamura, K. Hayasaka et al., Creation of Double-well Potentials in a Surfaceelectrode Trap Towards a Nanofriction Model Emulator, Quantum Science and Technology 6, 024010 (2021).
  11. Y. Shi, H. Zhao, L. K. Chin et al., Optical Potentialwell Array for High-selectivity, Massive Trapping and Sorting at Nanoscale, Nano Lett. 20, 5193 (2020).
  12. T. Inagaki, Y. Haribara, K. Igarashi et al., A Coherent Ising Machine for 2000-node Optimization Problems, Science 354, 603 (2016).
  13. S. Tanaka, Y. Matsuda and N. Togawa, Theory of Ising Machines and a Common Software Platform for Ising Machines, 2020 25th Asia and South Pacific Design Automation Conference (ASP-DAC) 659 (2020).
  14. A. Lukas, Ising Formulations of Many NP Problems, Frontiers In Physics 2, 74887 (2014).
  15. N. Mohseni, P. L. McMahon and T. Byrnes, Ising Machines as Hardware Solvers of Combinatorial Optimization Problems, Nat. Rev. Phys. 4, 363 (2022).
  16. A. Marandi, Z. Wang, K. Takata et al., Network of Time-multiplexed Pptical Parametric Oscillators as a Coherent Ising Machine, Nature Photonics 8, 937 (2014).
  17. Y. Rah, Y. Jeong, S. Han et al., Low Power Coherent Ising Machine Based on Mechanical Kerr Nonlinearity, Nature Photonics 130, 073802 (2023).
  18. S. Razmkhah, M. Kamal, N. Yoshikawa et al., Josephson Parametric Oscillator Based Ising Machine, Phys. Rev. B 109, 014511 (2024).
  19. H. Du, Mie-scattering Calculation, Appl. Opt. 43, 1951 (2004).
  20. E. J. Davis, Periasamy and Ravindran, Single Particle Light Scattering Measurements Using the Electrodynamic Balance, Aerosol Science and Technology 1, 337 (1982).
  21. M. G. House, Analytic Model for Electrostatic Fields in Surface-electrode Ion Traps, Phys. Rev. A 78, 033402 (2008).
  22. Н. Н. Миролюбов, М. В. Костенко, М. Л. Левинштейн и др., Методы расчета электростатических полей, Высшая школа, Москва (1963), с.4.
  23. Saleh, Bahaa, Teich et al., Fundamentals of Photonics, John Wiley and Sons (2019).
  24. D. P. Shcherbinin, V. V. Rybin, S. S. Rudyi et al., Transparent Surface Radio-frequency Trap, SPIE Future Sensing Technologies 12327, 359 (2023).
  25. T. Leleu, U. Utsunomiya and K. Aihara, Combinatorial Optimization Using Dynamical Phase Transitions in Driven-dissipative Systems, Phys. Rev. 022118 (1995).
  26. F. B¨ohm, G. Verschaffelt and G. Van der Sande, A Poor Man’s Coherent Ising Machine Based on Optoelectronic Feedback Systems for Solving Optimization Problems, Nat. Commun. 10, 3538 (2019).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences