FDTD 방법을 이용한 광집게의 포획 힘 계산

Abstract

광집게는 매질보다 큰 굴절률을 가지는 마이크로 크기의 구형 유전체를 강하게 집속되는 레이저를 이용해서 포획하고 움직이는 도구이다. 본 논문에서는 FDTD 방법을 이용해서 포획 힘을 계산하고, 그 방법을 설명하였다. 강하게 집속되는 레이저는 nonparaxial Gaussian beam을 이용해서 표현하였으며, 레이저가 대상물체와 매질에서 진행하는 것은 FDTD 방법을 이용해서 시뮬레이션 하였다. 레이저를 계산공간 전체에서 해석적으로 표현하기 위해서 scattered field formulation을 이용하였다. FDTD 방법을 이용해서 대상물 체의 안팎의 전자기장을 시뮬레이션하고, 그 결과를 이용해서 Maxwell’s stress tensor에 기반하여 포획 힘을 계산하였다.