光能驱动航天器或不再是梦( 二 )

光学镊子只能在小范围内操纵非常小的物体 , 对于大尺寸物体则无能为力 。 而加州理工学院设计的这一新方法 , 则可以用光束操纵小至微米级、大至米级的多种不同形状和尺寸的物体 , 不仅可以使物体悬浮空中 , 还可推其循光束行进方向移动 。

该方法的关键是在物体表面创建特定的纳米级结构 。 这种结构会与光相互作用 , 通过控制沿物体表面光散射的各向异性 , 实现对毫米级、厘米级甚至米级尺度物体的自稳定光学操纵 。 物体在受到扰动时可以自行调整 , 产生恢复扭矩以使其保持在光束行进路线中 。

研究论文指出 , 这一新方法并不要求高度聚焦的激光束 , 也不会过分限制物体形状、尺寸和材料组成 , 从理论上讲具有多种实际用途 , 既可用于非接触式晶圆的制造和组装 , 也可用于轻型航天器的轨迹控制 。


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