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光学角动量opticalangularmomentum结构光束与小粒子之间的相互作用，为光学操纵提供了新的机会，例如，产生光诱导的力矩和物体旋转。不过，到目前为止，研究主要集中在纳米级粒子上。

近日，澳大利亚昆士兰大学(UniversityofQueensland）AlexanderB.Stilgoe,TimoA.Nieminen，和HalinaRubinsztein-Dunlop，在NaturePhotonics上发文，报道了横向角动量转移到几个波长大小的双折射球霰石μ-CaCO3粒子，研究概述了用于控制粒子光束背后的物理学，对横向自旋角动量转移，进行了定量测量，并演示了围绕多个旋转轴的流体流动。研究表明，光可以赋予微粒可控的旋转自由度。该方法，可用于研究复杂流体的三维动力学，细胞单层上的剪切力，或将光学捕获的粒子冷却到量子基态。

Controlledtransferoftransverseorbitalangularmomentumtoopticallytrappedbirefringentmicroparticles.

横向轨道角动量向光学捕获的双折射微粒的受控转移。

图1：在结构梁中，横向旋转的粒子图示。

图2：横向角动量转移到球霰石μ-CaCO3粒子及其模拟场。

图3：模拟和实验确定的自旋角动量。

图4：横向旋转较大球霰石颗粒周围驱动的小颗粒。

该项研究，实验演示了自旋和轨道角动量的横向分量，受控转移到微观球霰石粒子。旋转粒子，可以产生足够强的流体动力学流场，以驱动其周围的另一个粒子。当粒子束方向发生变化时，粒子束周围的轨道很小。通过干涉产生横向角动量，角动量在几个波长的尺寸范围内转移到粒子的细节，比纳米粒子要复杂得多，有待进一步研究。

该系统，在电磁力矩传递和测量方面，提出了新的挑战，即总角动量的直接和一般测量发展，将极大地提高相互作用的理解，并有助于描述光力矩传递的其他现象。

在诸如活细胞的微观系统中，横向角动量转移到探针粒子，将是非常有利的，因为探针通常是非常平坦的，并且方位角自旋不会在表面上产生太多流动（剪切应力）。由横向旋转引起的剪切应力，可用于研究细胞内的机械转导。对光阱中光-物质相互作用，可以探测围绕所有主轴的光力矩传递机械效应。

调控、应用和转移围绕束轴的自旋和轨道角动量，横向角动量为三个独立正交轴的全三维扭矩受控应用，提供了新机会。以一定角度组合左旋圆偏振光束和右旋圆偏振光束，以给出横向角动量的几何结构，也适用于携带相反轨道角动量的光束（例如反螺旋光学涡旋），因此，可以产生横向自旋和横向轨道角动量两者的期望组合。

通过为微粒增加可控的旋转自由度，这为光学微操作提供了机会。例如，由轨道角动量驱动的双折射微粒，或工程微粒的三轴旋转，可用于新型光驱动微流体装置。这种三维控制，也可以将光学捕获粒子的旋转运动冷却到量子基态。

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