科學家開發(fā)出定制光學鑷子新技術
科學家們開發(fā)出了一種用光捕獲小顆粒的新方法。在獲得諾貝爾獎的光鑷技術（Arthur Ashkin，2018 年）基礎上，由�？巳卮髮W大衛(wèi)-菲利普斯（David Phillips）博士領導的物理學家團隊推進了光學捕獲的可能性。 )EhTM-1
該研究論文發(fā)表在《科學進展》（Science Advances）雜志上，題為“通過波前整形實現光子高效光學鑷子”。 ;~}- AI-
[attachment=129284] ;[?J5X,
傳統(tǒng)光學鑷子（左）和定制光學陷阱（右）中的光強度。投影顯示的是穿過直徑為6微米的粒子中間的橫截面。 \B*k_W/r@
傳統(tǒng)的光學鑷子開發(fā)于 20 世紀 80 年代，它是一種緊密聚焦的激光束，可以吸引和捕獲某些微小顆�；蛏矬w，就像用鑷子夾東西一樣。 F(T=WR].o
第一作者Une Butaite博士解釋說：“不過，在光學鑷子中，顆粒并沒有被完全固定。它正經歷著周圍分子的熱運動。這有點像湖中的小船被風浪搖晃，但又被船錨防止漂走，光學鑷子中的粒子在不停地晃動，但它的運動被限制在一定的體積內�！� +i : E
一般來說，這個限制體積越小，光學陷阱就越有用。 "
7l jc
為了讓光學鑷子發(fā)揮作用，激光必須緊緊聚焦在一個非常小的區(qū)域，這個區(qū)域可能比被捕獲的粒子小得多。問題就在這里： 如果粒子較大，大部分光線會聚集在其中心附近，但光線與粒子表面的相互作用更為強烈。 EZ:I$X
[attachment=129304] *raIV ]W3
實時優(yōu)化光學捕獲的實驗結果 wlm3~B\64
換句話說，較大的粒子無法充分利用可用的光線，從而降低了封閉程度。 nvU+XCx
Phillips博士解釋說：“這正是我們研究的重點所在。我們假設，如果光線不是集中在粒子的中間，而是將其包裹起來，那就會更強烈地束縛粒子，給它一種緊緊的擁抱�！� e 7Yb=/F
不過，確定能產生最強束縛的光的確切形狀并不簡單。 y&n1 Nj]^
Butaite博士說：“這里沒有放之四海而皆準的解決方案。要想獲得最佳性能，每個不同的粒子都需要一套定制的光套裝”。 PFImqojHd
在實踐中實現這一點意味著必須開發(fā)和完善各種數學和數值方法以及嚴格的實驗技術--所有這些都是與Jonathan Taylor博士（蘇格蘭）領導的格拉斯哥大學研究人員和Stefan Rotter教授（奧地利）領導的維也納技術大學研究人員合作完成的。 ({*.!ty
相關鏈接：https://phys.org/news/2024-07-scientists-technique-bespoke-optical-tweezers.html )v*v
論文鏈接：https://dx.doi.org/10.1126/sciadv.adi7792
|
