Сила давления оптического излучения на сфероидальную металлическую наночастицу вблизи плазмонного резонанса

Abstract

Теоретически решается задача нахождения силы давления поляризованного светового излучения на сфероидальную металлическую наночастицу. Получены усредненные по периоду падающей волны аналитические выражения для этой силы, связывающие ее с тензором проводимости частицы. Показано, что консервативная и диссипативная компоненты силы давления существенно зависят от формы наночастицы, а также от ее ориентации по отношению к направлению падения излучения. Исследовано поведение сил давления вблизи плазмонного резонанса в сфероидальной металлической наночастице. Установлена зависимость частотного смещения резонансного пика давления излучения от формы частицы и его независимость от объема частицы.

Теоретично розв язується задача знаходження сили тиску поляризованого світлового випромінювання на сфероїдальну металеву наночастинку. Одержано усереднені по періоду падаючої хвилі аналітичні вирази для цієї сили, що зв язують її з тензором провідності частинки. Показано, що консервативна і дисипативна компоненти сили тиску істотно залежать від форми наночастинки, а також від її орієнтації відносно напрямку падіння випромінювання. Досліджено поведінку сил тиску поблизу плазмонного резонансу в сфероїдальній металевій наночастинці. Встановлено залежність частотного зсуву резонансного піка тиску випромінювання від форми частинки і його незалежність від об єму частинки.

The problem of polarized light pressure on a spheroidal metallic nanoparticle is solved theoretically. Analytical formulae for this force averaged over incident wave period are derived, which allow to connect it with the tensor for conductance of the particle. It is shown that the conservative and dissipative components of this forces depend substantially on nanoparticle shape and on its orientation relative to the direction of incident light. The behaviour of the forces of radiation pressure near the plasmon resonance in the spheroidal metallic nanoparticle is studied. It is found that the frequency shift of resonance peak of radiation pressure is dependent on particle shape and independent of particle volume.