声波诱导的相互作用力研究

1、声波诱导的相互作用力研究单击此处添加副标题提 纲1、外来声场直接对单粒子、多粒子的操控2、声场诱导下耦合人工结构之间的相互作用3、人工结构诱导的声场对粒子、物体的操控1、声场对单粒子、多粒子操控FW/c光镊声镊粒子声镊生物体特点：幅度大、热损伤小单粒子在交叉平面波下的反向拖力两交叉平面波推力拖力数学理解：非线性声波辐射力不具备可叠加性推力！？物理理解： 干涉向前散射增强 + 动量守恒S. Xu et al, EPL 99, 44003 (2012)单束平面波两交叉平面波Y. Li et al., Sci. Rep. 5:13063 (2015)diik x cos y sin 0 0 ee半贝

2、塞尔声束大角度弯曲操控粒子半贝塞尔束 贝塞尔束 2声场特点：1、径向强度不均匀，角向强度均匀2、角向能流弯曲分布，主斑处很强两交叉平面波束直线操控 长距离曲线操控？力场分布软颗粒倾向于呆在强场hexane硬颗粒倾向于呆在弱场glycerin角向输运效应声场抗散射效应刚性散射体力场特点径向束缚效应S. Zhang et al., New J. Phys. 18 (2016) 113034驻波场 03691215-0.2-0.10.00.10.2MSTFitstable statesFd/F (kd ) A cos(kd )(kd )n波腹：n 1，波节n 2二粒子稳定构型声波诱导的多粒子团簇效应

3、多粒子稳定构型实验：多体稳定构型特点：离散化的各种稳定构型可能应用：药物聚集或者分散M. Wang et al., PRE 96, 0526042、声场诱导的人工结构之间的相互作用Rr / hdL / L / 2 QR / Q0 h / (rd )特点：缝隙填充率越低，共振频率 越低，放大倍数越高排斥力：压力场增强导致排斥力增强S. Xu etal, EPL 105, 64004 (2014)e o / r, | o / r, 各向异性均匀板20020L /2 yxp / p L / 2u/ uu/ u2 dx刚性壁和超材料之间的强排斥作用PW入射PW入射C. Qiu et al., PRB

4、90, 094109 (2014)排斥峰 B：弯曲板波模式同位相耦合 纵向速度增强吸引峰C：弯曲板波模式反位相耦合 横向速度增强弹性结构板之间的相互作用20200yxL /2 p / p L /2 u/ uu/ u2 dxX. Fan et al., JAP 118, 244506 (2015)力学二极管效应：1、相互作用力增强2、相互作用力不对称3、低频、透射对称声波诱导的非对称相互作用力3、人工结构耦合声场对粒子、物体的操控普通声场 + 人工结构 = 各种调制声场 = 灵活操控粒子T. Wang et al., APL 106, 163504 (2015)方 形 晶 格结构诱导强局域场吸附粒子J. Lu et al., PRL 116, 093901 (2016)人造涡旋场对粒子的排列、扭转效应L. Ye et al., AIP Advance 6, 085007 (201