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 超冷物质

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光学镊子抢风头

16 Sep 2002

英国的科学家创造了一套新颖的“optical tweezers”可以同时拾取位于不同位置的粒子,并统一操纵捕获的粒子。圣安德鲁斯大学的Kishan Dholakia和同事使用激光束“self heal”遇到被困粒子后镊子可用于先进的微加工中,并控制芯片实验室设备的阵列。 (V加尔格és-Chávez 等。 2002 性质 419 145).

自愈梁

光学镊子通过使用激光束在粒子中感应出电偶极矩来操纵粒子。被激光最强烈的部分吸引’在电场作用下,然后可以通过打开激光,移动焦点并关闭它来拾取,移动和释放粒子。

The St Andrews device is the first set of 光学镊子 to use a Bessel beam to trap particles at different locations along the beam. A Bessel beam is a non-diffracting light beam made up of many wavefronts arranged on a cone. When the wavefronts interfere they produce a bright central maximum surrounded by a series of concentric bright 和 dark rings.

“当我们通过捕获其中的一个粒子使中心最大值变形时,会产生阴影,” explains Dholakia. “但是因为波前在圆锥上,所以光束的外部不受阻碍地通过了粒子,并重新构造了与原始粒子的中心距离。这个新的最大值可以捕获更多的粒子。”

Dholakia及其同事使用镊子将低折射率颗粒捕获在样品池中。光束重整后,便可以在位于第一个单元上方约3 mm的第二个单元中堆叠三个5微米的球体。研究人员还对齐了底部细胞中的8微米玻璃碎片,同时捕获了顶部细胞中的染色体。

在第一种配置中,光束向上穿过小室,而在第二种配置中,光束向下穿过。“物体被困在每个单元格中形成最大二维粒子阵列的圆环中,” says Dholakia.

此方法允许三个样本单元在另一个之上形成一个。根据Dholakia的说法,圣安德鲁斯小组可以同时捕获所有三个陷阱中的不同粒子并对其进行操作。

该小组现在正在努力使单个细胞中的粒子旋转并使用其他非衍射光模式。“我们相信,样品池的分离距离可以达到10 mm,” says Dholakia.

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