【光學牽引光束對微小粒子進行排序】

明道

【光學牽引光束對微小粒子進行排序】

 

推拉使用偏振光

光可以抓住物件的想法可能聽起來像科幻小說，但今天舉行的粒子在鐳射焦點的光學鑷子廣泛使用。

一個甚至更多的虛構測深概念是拖拉機梁 — — 一束光線或聲音的可以拉朝它的物件。

在過去三年左右的時間裡，物理學家們表明拖拉機梁是理論上可能的 — —有一連串的活動在實驗室裡，試圖建立一個。

現在，在捷克共和國和英國的研究人員製作了一個簡單的示例使用兩個雷射光束。

並作為意外的獎勵，他們還發現一種潛在的強大技術用於排序微觀粒子。

光鑷可容納一個粒子仍在的一種鐳射 ； 重點但如果你想要移動的粒子，你得移動焦點的例如，調整鏡頭。

在理論上，牽引光束是一束光，可以無需撥弄灶卷軸，在粒子源輻射的方向。

然而，光子攜帶的勢頭，可以轉移到一個粒子，因此將其微移由源頭 — — 似乎排除牽引光束的東西。

然而，在 2006 年華盛頓州大學的菲力浦 · 馬斯頓顯示是有一個小的靈活性。

如果粒子輻照與稱為貝塞爾光束，組成的形式以物件為中心的同心圓的波前異型梁然後反沖的勢頭，粒子獲得從向前散射光子可以超過的勢頭，它接收從傳入的光子。

根據他的計算，淨力粒子的經驗可以針對回來的光源。

沒有容易的任務

實際上創建了任何重大的距離可以施加的拉力貝塞爾光束是能量的不容易的任務，但是，因為它將需要驚人。

其結果是，拖拉機梁仍然理論的構建 — — 雖然如物理學家大衛 · 格里爾在紐約大學的科學家們建造了富有想像力的近似值。

在這個最新的研究中，在捷克共和國和聖安德魯斯大學醫學院科學院科學儀器研究所的物理學家產生了一個簡單版本的牽引光束。

它包括兩個雷射光束帶到用鏡頭 — — 相對簡單的幾何形狀，可以很容易地使用標準商業顯微鏡系統的焦點。

他們發現通過聚焦光向內他們可以生成相同的效果，如果他們用的貝塞爾光束。

我們的幾何表示基於貝塞爾光束的先前提議光學領域的替代"解釋組組長 Pavel Zemánek，這一概念允許更大程度上的拖拉機梁存在，以及控制兩極化的扮演了非常重要的作用。

研究人員設法拉顆粒 30 μ m，和本來可以有進一步如果他們用的是更強大的雷射器。

意外而有用的效果

作為額外的獎勵，研究者發現光有一些意外和可能非常有益的影響，對顆粒。

例如，顆粒是否有推或由鐳射燈拉扯上取決於這兩個粒子的大小和光的偏振。

光是 s 兩極化現象，因此，電場躺在平面的入射和反射光線，經常被發現拉一個特定大小的顆粒。

另一方面，在的 p 偏振光 — — 地方是電場垂直于平面 — — 的同一波長的光會推它。

這使得研究人員設計一種分離只是通過切換光的偏振含有兩個不同大小的顆粒混合物的方法。

研究人員還發現"光學綁定"，藉以能誘導發光的顆粒粘在一起，並自成各種結構安排。

極化有潛力

光學物理學家派傑特英里的格拉斯哥大學認為發現的偏振依賴性是工作的真正興趣所在。

你總是指望一些不同的兩極分化，他說，但事實的區別是不夠大，要做的是令人驚訝的事。

大衛 · 格里爾同意。

這真的是清潔示範馬斯頓的原則在行動中的"他說。

它不得不工作，但它是真的很令人失望的是它不取得了工作，給多少人已經對它工作了這麼多年。

但大概，往前走，大長期應用程式使用偏振控制自我組織和創建擴展的光場來達到這個不會的方式進行排序。

有它不是這麼多的牽引光束但作為驅動力的晶片實驗室系統。

這項研究發表在自然光子學.

關於作者

Tim Wogan 是一個設在英國的科學作家

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2013/jan/24/optical-tractor-beam-sorts-tiny-particles