Abstract

The T-matrix method, or the T-matrix formulation of scattering, is a framework for mathematically describing the scattering properties of an object as a linear relationship between expansion coefficients of the incident and scattering fields in a basis of vector spherical wave functions (VSWFs). A variety of methods can be used to calculate the T-matrix. We explore the applicability of the extended boundary condition method (EBCM) and point matching (PM) method to calculate the T-matrix for scattering by cylinders in optical tweezers and hence the optical force acting on them. We compare both methods with the discrete-dipole approximation (DDA) to measure their accuracy for different sizes and aspect ratios (ARs) for Rayleigh and wavelength-size cylinders. We determine range of sizes and ARs giving errors below 1% and 10%. These results can help researchers choose the most efficient method to calculate the T-matrix for nonspherical particles with acceptable accuracy.

© 2014 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. A. Ashkin, J. M. Dziedzic, J. E. Bjorkholm, and S. Chu, Opt. Lett. 11, 288 (1986).
    [CrossRef]
  2. F. M. Fazal and S. M. Block, Nat. Photonics 5, 318 (2011).
    [CrossRef]
  3. K. Svoboda and S. M. Block, Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 23, 247 (1994).
    [CrossRef]
  4. T. A. Nieminen, N. du Preez-Wilkinson, A. B. Stilgoe, V. L. Y. Loke, A. A. M. Bui, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 146, 59 (2014).
    [CrossRef]
  5. T. A. Nieminen, V. L. Y. Loke, A. B. Stilgoe, G. Knoner, A. M. Branczyk, N. R. Heckenberg, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Opt. A 9, S196 (2007).
    [CrossRef]
  6. T. A. Nieminen, H. Rubinsztein-Dunlop, and N. R. Heckenberg, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 79, 1019 (2003).
    [CrossRef]
  7. T. A. Nieminen, V. L. Y. Loke, A. B. Stilgoe, N. R. Heckenberg, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Mod. Opt. 58, 528 (2011).
    [CrossRef]
  8. S. H. Simpson and S. Hanna, J. Opt. Soc. Am. A 24, 430 (2007).
    [CrossRef]
  9. M. I. Mishchenko, N. T. Zakharova, G. Videen, N. G. Khlebtsov, and T. Wriedt, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 111, 650 (2010).
    [CrossRef]
  10. L. Ludvig, Kongel. Danske Vidensk. Selsk. Skr., Naturvidensk. Math. Afd. 6, 1 (1890).
  11. G. Mie, Ann. Phys. 330, 377 (1908).
    [CrossRef]
  12. W. J. Wiscombe, Appl. Opt. 19, 1505 (1980).
    [CrossRef]
  13. J. H. Bruning and H. T. Lo, IEEE Trans. Antennas Propag. 19, 391 (1971).
    [CrossRef]
  14. D. B. Phillips, S. H. Simpson, J. A. Grieve, G. M. Gibson, R. Bowman, M. J. Padgett, M. J. Miles, and D. M. Carberry, Opt. Express 19, 20622 (2011).
    [CrossRef]
  15. F. Borghese, P. Denti, R. Saija, and M. A. Iati, Opt. Express 15, 1418 (2007).
  16. P. B. Bareil and Y. L. Sheng, Opt. Express 18, 26388 (2010).
    [CrossRef]
  17. D. B. Phillips, M. J. Padgett, S. Hanna, Y. L. D. Ho, D. M. Carberry, M. J. Miles, and S. H. Simpson, Nat. Photonics 8, 400 (2014).
    [CrossRef]
  18. F. M. Kahnert, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 79, 775 (2003).
    [CrossRef]
  19. T. A. Nieminen, H. Rubinsztein-Dunlop, N. R. Heckenberg, and A. I. Bishop, Comput. Phys. Commun. 142, 468 (2001).
    [CrossRef]
  20. T. A. Nieminen, H. Rubinsztein-Dunlop, and N. R. Heckenberg, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 70, 627 (2001).
    [CrossRef]
  21. F. M. Kahnert, J. J. Stamnes, and K. Stamnes, Appl. Opt. 40, 3110 (2001).
    [CrossRef]
  22. V. L. Y. Loke, T. A. Nieminen, N. R. Heckenberg, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 110, 1460 (2009).
    [CrossRef]
  23. P. C. Chaumet, A. Rahmani, A. Sentenac, and G. W. Bryant, Phys. Rev. E 72, 046708 (2005).
    [CrossRef]
  24. V. Karásek, O. Brzobohatý, and P. Zemánek, J. Opt. 11, 034009 (2009).
  25. S. H. Simpson and S. Hanna, Opt. Express 19, 16526 (2011).
    [CrossRef]

2014 (2)

T. A. Nieminen, N. du Preez-Wilkinson, A. B. Stilgoe, V. L. Y. Loke, A. A. M. Bui, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 146, 59 (2014).
[CrossRef]

D. B. Phillips, M. J. Padgett, S. Hanna, Y. L. D. Ho, D. M. Carberry, M. J. Miles, and S. H. Simpson, Nat. Photonics 8, 400 (2014).
[CrossRef]

2011 (4)

F. M. Fazal and S. M. Block, Nat. Photonics 5, 318 (2011).
[CrossRef]

T. A. Nieminen, V. L. Y. Loke, A. B. Stilgoe, N. R. Heckenberg, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Mod. Opt. 58, 528 (2011).
[CrossRef]

D. B. Phillips, S. H. Simpson, J. A. Grieve, G. M. Gibson, R. Bowman, M. J. Padgett, M. J. Miles, and D. M. Carberry, Opt. Express 19, 20622 (2011).
[CrossRef]

S. H. Simpson and S. Hanna, Opt. Express 19, 16526 (2011).
[CrossRef]

2010 (2)

P. B. Bareil and Y. L. Sheng, Opt. Express 18, 26388 (2010).
[CrossRef]

M. I. Mishchenko, N. T. Zakharova, G. Videen, N. G. Khlebtsov, and T. Wriedt, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 111, 650 (2010).
[CrossRef]

2009 (2)

V. Karásek, O. Brzobohatý, and P. Zemánek, J. Opt. 11, 034009 (2009).

V. L. Y. Loke, T. A. Nieminen, N. R. Heckenberg, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 110, 1460 (2009).
[CrossRef]

2007 (3)

F. Borghese, P. Denti, R. Saija, and M. A. Iati, Opt. Express 15, 1418 (2007).

S. H. Simpson and S. Hanna, J. Opt. Soc. Am. A 24, 430 (2007).
[CrossRef]

T. A. Nieminen, V. L. Y. Loke, A. B. Stilgoe, G. Knoner, A. M. Branczyk, N. R. Heckenberg, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Opt. A 9, S196 (2007).
[CrossRef]

2005 (1)

P. C. Chaumet, A. Rahmani, A. Sentenac, and G. W. Bryant, Phys. Rev. E 72, 046708 (2005).
[CrossRef]

2003 (2)

T. A. Nieminen, H. Rubinsztein-Dunlop, and N. R. Heckenberg, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 79, 1019 (2003).
[CrossRef]

F. M. Kahnert, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 79, 775 (2003).
[CrossRef]

2001 (3)

T. A. Nieminen, H. Rubinsztein-Dunlop, N. R. Heckenberg, and A. I. Bishop, Comput. Phys. Commun. 142, 468 (2001).
[CrossRef]

T. A. Nieminen, H. Rubinsztein-Dunlop, and N. R. Heckenberg, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 70, 627 (2001).
[CrossRef]

F. M. Kahnert, J. J. Stamnes, and K. Stamnes, Appl. Opt. 40, 3110 (2001).
[CrossRef]

1994 (1)

K. Svoboda and S. M. Block, Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 23, 247 (1994).
[CrossRef]

1986 (1)

1980 (1)

1971 (1)

J. H. Bruning and H. T. Lo, IEEE Trans. Antennas Propag. 19, 391 (1971).
[CrossRef]

1908 (1)

G. Mie, Ann. Phys. 330, 377 (1908).
[CrossRef]

1890 (1)

L. Ludvig, Kongel. Danske Vidensk. Selsk. Skr., Naturvidensk. Math. Afd. 6, 1 (1890).

Ashkin, A.

Bareil, P. B.

Bishop, A. I.

T. A. Nieminen, H. Rubinsztein-Dunlop, N. R. Heckenberg, and A. I. Bishop, Comput. Phys. Commun. 142, 468 (2001).
[CrossRef]

Bjorkholm, J. E.

Block, S. M.

F. M. Fazal and S. M. Block, Nat. Photonics 5, 318 (2011).
[CrossRef]

K. Svoboda and S. M. Block, Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 23, 247 (1994).
[CrossRef]

Borghese, F.

F. Borghese, P. Denti, R. Saija, and M. A. Iati, Opt. Express 15, 1418 (2007).

Bowman, R.

Branczyk, A. M.

T. A. Nieminen, V. L. Y. Loke, A. B. Stilgoe, G. Knoner, A. M. Branczyk, N. R. Heckenberg, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Opt. A 9, S196 (2007).
[CrossRef]

Bruning, J. H.

J. H. Bruning and H. T. Lo, IEEE Trans. Antennas Propag. 19, 391 (1971).
[CrossRef]

Bryant, G. W.

P. C. Chaumet, A. Rahmani, A. Sentenac, and G. W. Bryant, Phys. Rev. E 72, 046708 (2005).
[CrossRef]

Brzobohatý, O.

V. Karásek, O. Brzobohatý, and P. Zemánek, J. Opt. 11, 034009 (2009).

Bui, A. A. M.

T. A. Nieminen, N. du Preez-Wilkinson, A. B. Stilgoe, V. L. Y. Loke, A. A. M. Bui, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 146, 59 (2014).
[CrossRef]

Carberry, D. M.

D. B. Phillips, M. J. Padgett, S. Hanna, Y. L. D. Ho, D. M. Carberry, M. J. Miles, and S. H. Simpson, Nat. Photonics 8, 400 (2014).
[CrossRef]

D. B. Phillips, S. H. Simpson, J. A. Grieve, G. M. Gibson, R. Bowman, M. J. Padgett, M. J. Miles, and D. M. Carberry, Opt. Express 19, 20622 (2011).
[CrossRef]

Chaumet, P. C.

P. C. Chaumet, A. Rahmani, A. Sentenac, and G. W. Bryant, Phys. Rev. E 72, 046708 (2005).
[CrossRef]

Chu, S.

Denti, P.

F. Borghese, P. Denti, R. Saija, and M. A. Iati, Opt. Express 15, 1418 (2007).

du Preez-Wilkinson, N.

T. A. Nieminen, N. du Preez-Wilkinson, A. B. Stilgoe, V. L. Y. Loke, A. A. M. Bui, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 146, 59 (2014).
[CrossRef]

Dziedzic, J. M.

Fazal, F. M.

F. M. Fazal and S. M. Block, Nat. Photonics 5, 318 (2011).
[CrossRef]

Gibson, G. M.

Grieve, J. A.

Hanna, S.

D. B. Phillips, M. J. Padgett, S. Hanna, Y. L. D. Ho, D. M. Carberry, M. J. Miles, and S. H. Simpson, Nat. Photonics 8, 400 (2014).
[CrossRef]

S. H. Simpson and S. Hanna, Opt. Express 19, 16526 (2011).
[CrossRef]

S. H. Simpson and S. Hanna, J. Opt. Soc. Am. A 24, 430 (2007).
[CrossRef]

Heckenberg, N. R.

T. A. Nieminen, V. L. Y. Loke, A. B. Stilgoe, N. R. Heckenberg, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Mod. Opt. 58, 528 (2011).
[CrossRef]

V. L. Y. Loke, T. A. Nieminen, N. R. Heckenberg, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 110, 1460 (2009).
[CrossRef]

T. A. Nieminen, V. L. Y. Loke, A. B. Stilgoe, G. Knoner, A. M. Branczyk, N. R. Heckenberg, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Opt. A 9, S196 (2007).
[CrossRef]

T. A. Nieminen, H. Rubinsztein-Dunlop, and N. R. Heckenberg, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 79, 1019 (2003).
[CrossRef]

T. A. Nieminen, H. Rubinsztein-Dunlop, N. R. Heckenberg, and A. I. Bishop, Comput. Phys. Commun. 142, 468 (2001).
[CrossRef]

T. A. Nieminen, H. Rubinsztein-Dunlop, and N. R. Heckenberg, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 70, 627 (2001).
[CrossRef]

Ho, Y. L. D.

D. B. Phillips, M. J. Padgett, S. Hanna, Y. L. D. Ho, D. M. Carberry, M. J. Miles, and S. H. Simpson, Nat. Photonics 8, 400 (2014).
[CrossRef]

Iati, M. A.

F. Borghese, P. Denti, R. Saija, and M. A. Iati, Opt. Express 15, 1418 (2007).

Kahnert, F. M.

F. M. Kahnert, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 79, 775 (2003).
[CrossRef]

F. M. Kahnert, J. J. Stamnes, and K. Stamnes, Appl. Opt. 40, 3110 (2001).
[CrossRef]

Karásek, V.

V. Karásek, O. Brzobohatý, and P. Zemánek, J. Opt. 11, 034009 (2009).

Khlebtsov, N. G.

M. I. Mishchenko, N. T. Zakharova, G. Videen, N. G. Khlebtsov, and T. Wriedt, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 111, 650 (2010).
[CrossRef]

Knoner, G.

T. A. Nieminen, V. L. Y. Loke, A. B. Stilgoe, G. Knoner, A. M. Branczyk, N. R. Heckenberg, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Opt. A 9, S196 (2007).
[CrossRef]

Lo, H. T.

J. H. Bruning and H. T. Lo, IEEE Trans. Antennas Propag. 19, 391 (1971).
[CrossRef]

Loke, V. L. Y.

T. A. Nieminen, N. du Preez-Wilkinson, A. B. Stilgoe, V. L. Y. Loke, A. A. M. Bui, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 146, 59 (2014).
[CrossRef]

T. A. Nieminen, V. L. Y. Loke, A. B. Stilgoe, N. R. Heckenberg, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Mod. Opt. 58, 528 (2011).
[CrossRef]

V. L. Y. Loke, T. A. Nieminen, N. R. Heckenberg, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 110, 1460 (2009).
[CrossRef]

T. A. Nieminen, V. L. Y. Loke, A. B. Stilgoe, G. Knoner, A. M. Branczyk, N. R. Heckenberg, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Opt. A 9, S196 (2007).
[CrossRef]

Ludvig, L.

L. Ludvig, Kongel. Danske Vidensk. Selsk. Skr., Naturvidensk. Math. Afd. 6, 1 (1890).

Mie, G.

G. Mie, Ann. Phys. 330, 377 (1908).
[CrossRef]

Miles, M. J.

D. B. Phillips, M. J. Padgett, S. Hanna, Y. L. D. Ho, D. M. Carberry, M. J. Miles, and S. H. Simpson, Nat. Photonics 8, 400 (2014).
[CrossRef]

D. B. Phillips, S. H. Simpson, J. A. Grieve, G. M. Gibson, R. Bowman, M. J. Padgett, M. J. Miles, and D. M. Carberry, Opt. Express 19, 20622 (2011).
[CrossRef]

Mishchenko, M. I.

M. I. Mishchenko, N. T. Zakharova, G. Videen, N. G. Khlebtsov, and T. Wriedt, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 111, 650 (2010).
[CrossRef]

Nieminen, T. A.

T. A. Nieminen, N. du Preez-Wilkinson, A. B. Stilgoe, V. L. Y. Loke, A. A. M. Bui, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 146, 59 (2014).
[CrossRef]

T. A. Nieminen, V. L. Y. Loke, A. B. Stilgoe, N. R. Heckenberg, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Mod. Opt. 58, 528 (2011).
[CrossRef]

V. L. Y. Loke, T. A. Nieminen, N. R. Heckenberg, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 110, 1460 (2009).
[CrossRef]

T. A. Nieminen, V. L. Y. Loke, A. B. Stilgoe, G. Knoner, A. M. Branczyk, N. R. Heckenberg, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Opt. A 9, S196 (2007).
[CrossRef]

T. A. Nieminen, H. Rubinsztein-Dunlop, and N. R. Heckenberg, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 79, 1019 (2003).
[CrossRef]

T. A. Nieminen, H. Rubinsztein-Dunlop, and N. R. Heckenberg, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 70, 627 (2001).
[CrossRef]

T. A. Nieminen, H. Rubinsztein-Dunlop, N. R. Heckenberg, and A. I. Bishop, Comput. Phys. Commun. 142, 468 (2001).
[CrossRef]

Padgett, M. J.

D. B. Phillips, M. J. Padgett, S. Hanna, Y. L. D. Ho, D. M. Carberry, M. J. Miles, and S. H. Simpson, Nat. Photonics 8, 400 (2014).
[CrossRef]

D. B. Phillips, S. H. Simpson, J. A. Grieve, G. M. Gibson, R. Bowman, M. J. Padgett, M. J. Miles, and D. M. Carberry, Opt. Express 19, 20622 (2011).
[CrossRef]

Phillips, D. B.

D. B. Phillips, M. J. Padgett, S. Hanna, Y. L. D. Ho, D. M. Carberry, M. J. Miles, and S. H. Simpson, Nat. Photonics 8, 400 (2014).
[CrossRef]

D. B. Phillips, S. H. Simpson, J. A. Grieve, G. M. Gibson, R. Bowman, M. J. Padgett, M. J. Miles, and D. M. Carberry, Opt. Express 19, 20622 (2011).
[CrossRef]

Rahmani, A.

P. C. Chaumet, A. Rahmani, A. Sentenac, and G. W. Bryant, Phys. Rev. E 72, 046708 (2005).
[CrossRef]

Rubinsztein-Dunlop, H.

T. A. Nieminen, N. du Preez-Wilkinson, A. B. Stilgoe, V. L. Y. Loke, A. A. M. Bui, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 146, 59 (2014).
[CrossRef]

T. A. Nieminen, V. L. Y. Loke, A. B. Stilgoe, N. R. Heckenberg, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Mod. Opt. 58, 528 (2011).
[CrossRef]

V. L. Y. Loke, T. A. Nieminen, N. R. Heckenberg, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 110, 1460 (2009).
[CrossRef]

T. A. Nieminen, V. L. Y. Loke, A. B. Stilgoe, G. Knoner, A. M. Branczyk, N. R. Heckenberg, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Opt. A 9, S196 (2007).
[CrossRef]

T. A. Nieminen, H. Rubinsztein-Dunlop, and N. R. Heckenberg, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 79, 1019 (2003).
[CrossRef]

T. A. Nieminen, H. Rubinsztein-Dunlop, N. R. Heckenberg, and A. I. Bishop, Comput. Phys. Commun. 142, 468 (2001).
[CrossRef]

T. A. Nieminen, H. Rubinsztein-Dunlop, and N. R. Heckenberg, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 70, 627 (2001).
[CrossRef]

Saija, R.

F. Borghese, P. Denti, R. Saija, and M. A. Iati, Opt. Express 15, 1418 (2007).

Sentenac, A.

P. C. Chaumet, A. Rahmani, A. Sentenac, and G. W. Bryant, Phys. Rev. E 72, 046708 (2005).
[CrossRef]

Sheng, Y. L.

Simpson, S. H.

Stamnes, J. J.

Stamnes, K.

Stilgoe, A. B.

T. A. Nieminen, N. du Preez-Wilkinson, A. B. Stilgoe, V. L. Y. Loke, A. A. M. Bui, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 146, 59 (2014).
[CrossRef]

T. A. Nieminen, V. L. Y. Loke, A. B. Stilgoe, N. R. Heckenberg, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Mod. Opt. 58, 528 (2011).
[CrossRef]

T. A. Nieminen, V. L. Y. Loke, A. B. Stilgoe, G. Knoner, A. M. Branczyk, N. R. Heckenberg, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Opt. A 9, S196 (2007).
[CrossRef]

Svoboda, K.

K. Svoboda and S. M. Block, Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 23, 247 (1994).
[CrossRef]

Videen, G.

M. I. Mishchenko, N. T. Zakharova, G. Videen, N. G. Khlebtsov, and T. Wriedt, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 111, 650 (2010).
[CrossRef]

Wiscombe, W. J.

Wriedt, T.

M. I. Mishchenko, N. T. Zakharova, G. Videen, N. G. Khlebtsov, and T. Wriedt, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 111, 650 (2010).
[CrossRef]

Zakharova, N. T.

M. I. Mishchenko, N. T. Zakharova, G. Videen, N. G. Khlebtsov, and T. Wriedt, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 111, 650 (2010).
[CrossRef]

Zemánek, P.

V. Karásek, O. Brzobohatý, and P. Zemánek, J. Opt. 11, 034009 (2009).

Ann. Phys. (1)

G. Mie, Ann. Phys. 330, 377 (1908).
[CrossRef]

Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. (1)

K. Svoboda and S. M. Block, Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 23, 247 (1994).
[CrossRef]

Appl. Opt. (2)

Comput. Phys. Commun. (1)

T. A. Nieminen, H. Rubinsztein-Dunlop, N. R. Heckenberg, and A. I. Bishop, Comput. Phys. Commun. 142, 468 (2001).
[CrossRef]

IEEE Trans. Antennas Propag. (1)

J. H. Bruning and H. T. Lo, IEEE Trans. Antennas Propag. 19, 391 (1971).
[CrossRef]

J. Mod. Opt. (1)

T. A. Nieminen, V. L. Y. Loke, A. B. Stilgoe, N. R. Heckenberg, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Mod. Opt. 58, 528 (2011).
[CrossRef]

J. Opt. (1)

V. Karásek, O. Brzobohatý, and P. Zemánek, J. Opt. 11, 034009 (2009).

J. Opt. A (1)

T. A. Nieminen, V. L. Y. Loke, A. B. Stilgoe, G. Knoner, A. M. Branczyk, N. R. Heckenberg, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Opt. A 9, S196 (2007).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. A (1)

J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer (6)

M. I. Mishchenko, N. T. Zakharova, G. Videen, N. G. Khlebtsov, and T. Wriedt, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 111, 650 (2010).
[CrossRef]

T. A. Nieminen, N. du Preez-Wilkinson, A. B. Stilgoe, V. L. Y. Loke, A. A. M. Bui, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 146, 59 (2014).
[CrossRef]

T. A. Nieminen, H. Rubinsztein-Dunlop, and N. R. Heckenberg, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 79, 1019 (2003).
[CrossRef]

F. M. Kahnert, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 79, 775 (2003).
[CrossRef]

T. A. Nieminen, H. Rubinsztein-Dunlop, and N. R. Heckenberg, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 70, 627 (2001).
[CrossRef]

V. L. Y. Loke, T. A. Nieminen, N. R. Heckenberg, and H. Rubinsztein-Dunlop, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 110, 1460 (2009).
[CrossRef]

Kongel. Danske Vidensk. Selsk. Skr., Naturvidensk. Math. Afd. (1)

L. Ludvig, Kongel. Danske Vidensk. Selsk. Skr., Naturvidensk. Math. Afd. 6, 1 (1890).

Nat. Photonics (2)

F. M. Fazal and S. M. Block, Nat. Photonics 5, 318 (2011).
[CrossRef]

D. B. Phillips, M. J. Padgett, S. Hanna, Y. L. D. Ho, D. M. Carberry, M. J. Miles, and S. H. Simpson, Nat. Photonics 8, 400 (2014).
[CrossRef]

Opt. Express (4)

Opt. Lett. (1)

Phys. Rev. E (1)

P. C. Chaumet, A. Rahmani, A. Sentenac, and G. W. Bryant, Phys. Rev. E 72, 046708 (2005).
[CrossRef]

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (5)

Fig. 1.
Fig. 1.

Normalized deviation (ND) of the DDA method with various DS from the Lorenz–Mie theory: (a) for a small sphere with d=200nm and (b) for a large sphere with d=2000nm.

Fig. 2.
Fig. 2.

Comparison of axial optical force for cylinders obtained by the DDA method with the current and half of the current DS: (a) for a small cylinder with d=200nm and L=200nm, DS is 25 and 12.5 nm; (b) for a large cylinder with d=2000nm and L=200nm, DS is 50 and 25 nm.

Fig. 3.
Fig. 3.

Comparisons of the axial optical force calculated by DDA, EBCM, and PM for cylinders with different ARs: (a) flattened cylinder (AR=0.15), (b) regular cylinder (AR=1), and (c) elongated cylinder (AR=2).

Fig. 4.
Fig. 4.

Relationship between the accuracy of the EBCM and PM method and the ARs of cylinders. (a) Rayleigh cylinders. (b) Wavelength-scale cylinders.

Fig. 5.
Fig. 5.

Accuracy mapping of scattering by cylinders. (a) EBCM method. (b) PM method.

Tables (1)

Tables Icon

Table 1. Computation Times of Calculating T-Matrices for Cylinders (AR=1) by PM, EBCM, and DDAa

Equations (1)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

ND=|FDDA(z)FT(z)|2dz|FDDA(z)|2dz.

Metrics