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  • 光镊是什么?作用原理又是什么?

    作者:17级 李沐原 来源:长春理工光学测量 时间:2018-10-31 21:14 阅读:424 [投稿]
    光镊就是采用以芯片为基础的光子共振捕获技术的光阱,又被称为单光束梯度力光阱。

    前言

    2018年诺贝尔物理学奖于北京时间10月2日17点50分正式揭晓,发明光镊技术的美国物理学家,阿瑟·阿什金,以及开创了啁啾脉冲放大技术的唐娜·斯特里克兰、 热拉尔·穆鲁共同分享了该奖项。值得一提的是,唐娜·斯特里克兰是诺贝尔物理学奖历史上第三位女性获奖者。

    本次物理诺奖结果揭晓之后,各路观察家都表示没有想到,绝对堪称"黑马""大冷门",在各自的专业领域,它已经是科学家们非常仰赖的工具了。光镊虽然内涵深奥,但其实稍加简介就能让普通人建立概念。今天,我们让大家了解一下这个能够以光的力量来操纵细胞的诺奖成就。

    一、光镊的简介

    (1)光阱

    使进入的光无法逃出的装置,如使用黑色无反射表面将光完全吸收(理想状态)一般起消除杂散光的作用。


    (2)势垒

    势垒(Potential Energy Barrier)是势能比附近的势能都高的空间区域,基本上就是极值点附近的一小片区域。

    (3)势阱

    指的是粒子在某力场中运动,势能函数曲线在空间的某一有限范围内势能最小,形如陷阱。其就是电子的势能图像类似一个波的形状,那么当电子处于波谷,就好像处在一口井里,比较稳定,很难跑出来,所以称为势井或势阱。


    光镊是什么?作用原理又是什么?

    光镊就是采用以芯片为基础的光子共振捕获技术的光阱,又被称为单光束梯度力光阱。

    日常,我们用来挟持物体的镊子,都是有形物体,我们感觉到镊子的存在,然后通过镊子施加一定的力钳住物体。捕获微小粒子的光镊是一个特别的光场,这个光场与物体相互作用时,物体整个受到光的作用从而达到被钳的效果,然后可以通过移动光束来实现迁移物体的目的。如将被光镊捕获的粒子比做坠入碗底的玻璃珠,那么,光镊又酷似一个陷阱。这个特别的光场造就了一个势能较低的区域(碗底),即从这区域内到区域外存在一个势垒(碗壁)。当物体的动能不足以克服势垒时,粒子将始终停留在阱内,然后,通过光镊作用,物体将按特定路线运行。

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