文献学习 | Opto-thermoelectric pulling of light-absorbing particles

文摘   2024-11-15 09:01   广东  

摘要

本研究由Lin等人于2020年发表在《Light: Science & Applications》杂志上,介绍了一种新型的光学牵引力(OTEP),通过光吸收粒子的光热效应产生温度梯度,进而产生热电场来拉动粒子,实现了粒子的三维捕获和操纵。该研究展示了在低光强度下实现粒子捕获的可能性,并证明了OTEP力可以克服传统光学镊子的限制,实现宏观距离上的粒子驱动。

研究背景

传统的光学操纵技术,如光学镊子,依赖于光压来实现对粒子的捕获和操纵。然而,实现粒子沿着光路径相反方向移动(即光学牵引)一直是一个挑战。Lin等人的研究提出了一种基于光热效应的OTEP机制,为光学牵引提供了新的策略。

研究内容

OTEP原理(如图1)

  • 光热效应:光吸收粒子在光照射下产生温度梯度。

  • 热电场产生:温度梯度产生的热电场从高温区域指向低温区域,拉动粒子。

图1 OTEP原理。

实验验证

  • 粒子捕获:使用532纳米激光束在玻璃基板上实现了对单个非晶硅粒子的OTEP。

  • 三维操纵:通过调整激光束的位置,实现了对粒子的三维捕获和动态操纵。

结果

  • 低光强度捕获:在极低的光强度下(10^-2 mW μm^-2)实现了粒子的三维捕获。

  • 远距离操纵:OTEP力可以驱动粒子流动到宏观距离,无需机械约束或泵送。

潜在应用

  • 微流体技术:在微流体通道中精确操纵粒子。

  • 生物医学研究:操纵细胞和细胞器进行精确分析。

  • 纳米技术:精确操纵纳米尺度的组件。

  • 光学数据存储:提高数据存储密度和读写速度。

  • 光学成像和显微镜技术:提高成像质量和分辨率。

结论

Lin等人的研究提出了一种新型的光学牵引力OTEP,展示了在低光强度下实现粒子捕获和操纵的能力,为光学操纵技术提供了新的可能性,特别是在需要低功率和远距离操纵的应用中。

参考文献:

Lin, L., Kollipara, P.S., Kotnala, A., Jiang, T., Liu, Y., Peng, X., Korgel, B.A. and Zheng, Y., 2020. Opto-thermoelectric pulling of light-absorbing particles. Light: Science & Applications9(1), p.34.


欢迎广大读者朋友投稿,内容与光学研究相关即可,可以介绍和宣传自己工作,研究团队介绍,知识分享等,内容不限!

为了方便交流,我们建立了科研交流群,入群的朋友可添加以下微信号,添加时请备注添加交流群。(微信:qiangqiang093)


免责声明:本公众号旨在传递更多科研相关内容及分享,所有文章图片来源均注明出处,如涉及版权问题,请作者第一时间后台联系,我们将协调进行处理,对于投稿内容文责自负。

光与学
主要介绍一些光路作图方法,光路调节技巧,论文写作,仿真模拟等实用技能。
 最新文章