Page 70 - 《应用声学》2020年第4期
P. 70

556                                                                                  2020 年 7 月


                        90                            1.44       90                            0.35
                        75                            1.2        75                            0.3
                        60                            0.9        60
                      β/(O)  45                       0.6      β/(O)  45                       0.2
                        30                                       30
                                                                                               0.1
                        15                            0.3        15
                         0                            -0.007      0                            0
                          0    1    2    3     4    5              0    1    2     3    4    5
                                      kb                                       kb
                                 (a) ᭆ᫽  a⊳b=1/2                                                    (b) ʷ᫽  a⊳b=1/2
                        90                             1.84      90                            0.4
                        75                             1.5       75
                        60                                       60                            0.2
                      β/(O)  45                        1.0     β/(O)  45
                        30                             0.5       30
                        15                                       15                            0
                                                       0
                         0                             -0.142     0                            -0.093
                          0    1    2    3     4    5              0    1    2     3    4    5
                                      kb                                       kb
                                 (c) ᭆ᫽  a⊳b=1                                                        (d) ʷ᫽  a⊳b=1
                        90                            2.35       90                            0.51
                        75                            2.0        75                            0.4
                        60                            1.5        60                            0.3
                      β/(O)  45                       1.0      β/(O)  45                       0.2
                        30                            0.5        30                            0.1
                        15                            0          15                            0
                         0                            -0.33       0                            -0.12
                          0    1    2    3     4    5              0    1    2     3    4    5
                                      kb                                       kb
                                 (e) ᭆ᫽  a⊳b=2                                                       (f) ʷ᫽  a⊳b=2
                                               图 5  液体椭球粒子的轴向声辐射力
                                    Fig. 5 The axial acoustic radiation force of a liquid spheroid

                                                               此可将液体椭球粒子的外表面添加一层极薄的外
             4 结论
                                                               壳 [14] ,同样也可以达到预想的效果。

                 光波粒子操控技术的实现和广泛应用,已经充
             分证明了粒子操控技术的前景和未来,但是由于高                                           参 考 文        献
             强度光波的损伤和光镊子仪器价格昂贵的特点大
                                                                 [1] 程建春. 声学原理 [M]. 北京: 科学出版社, 2012.
             大限制了粒子操控技术的推广。与之相对应的声波
                                                                 [2] Ashkin A. Acceleration and trapping of particles by ra-
             粒子操控技术能够大大弥补光波粒子操控技术的                                 diation pressure[J]. Physical Review Letters, 1970, 24(4):
             缺点,也必将会拥有更加广泛的应用前景。本文以                                156.
             刚性椭球粒子和液体椭球粒子为对象,研究了椭球                              [3] King L V. On the acoustic radiation pressure on
                                                                   spheres[J]. Proceedings of the Royal Society of London,
             粒子在不同的 Bessel 波束照射下声辐射力的特征。
                                                                   1934, 147(861): 212–240.
             结果表明,对于刚性椭球粒子,扁平椭球粒子相对                              [4] Hasegawa T, Yosioka K. Acoustic-Radiation force on a
             于细长椭球粒子更有助于激发负声辐射力;对于液                                solid elastic sphere[J]. The Journal of the Acoustical So-
                                                                   ciety of America, 1969, 46(5B): 1139–1143.
             体椭球粒子,细长椭球粒子相对于扁平椭球粒子更
                                                                 [5] Hasegawa T, Watanabe Y. Acoustic radiation pressure on
             加容易产生负声辐射力;对于不同介质的椭球粒子,                               an absorbing sphere[J]. The Journal of the Acoustical So-
             不同的入射波束激发的负声辐射力的效果也存在                                 ciety of America, 1978, 63(6): 1733–1737.
             明显的差异。根据实际应用需要可采用不同介质的                              [6] Marston P L. Axial radiation force of a Bessel beam on
                                                                   a sphere and direction reversal of the force[J]. The Jour-
             粒子和不同种类的 Bessel 波束。同时需要注意,液
                                                                   nal of the Acoustical Society of America, 2006, 120(6):
             体椭球粒子并不一定能完美的保持固定的尺寸,因                                3518–3524.
   65   66   67   68   69   70   71   72   73   74   75