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一种显著提高光镊范围和稳定彩奈リナ性的新方法

物理学 2022-02-27 21:15:54

托木斯克理工大学 信用:托木斯克理工大学 光镊是一种使用激光束来移动微米大小的物体,如活细胞、蛋白质和分子的设备

2018年,美国物理学家阿瑟·埃什金因这项技术获得诺贝尔奖

在此之前,不可能移动这样的物体,因为任何试图抓住它们的行为都会导致破坏

光镊不会干扰物体的内部结构

“光镊是光阱的媒体名称

它们的一般工作原理如下:透镜聚焦激光,聚焦场中的粒子,根据物理定律,开始向光场的最大强度运动

因此,这允许捕获和移动粒子

TPU电子工程系教授伊戈尔·米尼(Igor Minin)说:“以前,我们曾建议用石英等介电材料制成的微粒来代替透镜,以提高这些光阱聚焦区的光场定位度,使其以反射模式工作。”

与这样的粒子相互作用,光以光子射流的形式聚焦在与辐射入射方向相反的方向上

由于它的特性,这种光子射流起到了陷阱或镊子的作用

“为了形成经典的光子射流,有一个必要条件,例如粒子和介质的折射率之比必须小于2

如果它更高,那么喷射不会形成

以前,人们认为不可能在增加折射率的同时形成光子射流

伊戈尔·米尼说:“我们和大气光学研究所的一个小组一起从理论上证明了这是可能的。”

为了实现这一点,联合研究小组在反射模式下形成了一架喷气式飞机

“有两种模式:折射和反射

在前一种情况下,当光穿过电介质粒子时,形成射流

在后一种情况下,我们在粒子后面放一面平面镜,焦点移向镜子

因此,当光线通过镜子上的一个粒子聚焦时,我们有了双聚焦,这将光线反射回形成光子射流的同一个粒子

使用这种模式,我们成功地从一个介电粒子形成了一个粒子和介质的比例高于2的射流

这有时会增加捕获面积,”科学家强调

目前,该小组正在准备实验,以在实践中证实模拟结果

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