美研究人员开发出新式光镊

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     最近，美国伊利诺斯大学研究人员演示了一种新式光镊：用激光照射一种蝴蝶结形的纳米光学天线阵列，调节激光的照明属性就成为一种灵巧的光镊，镊住各种粒子并能把不同粒子按大小排列。相关论文发表在近期出版的《纳米快报》上。

　　纳米光学天线是一种能将光频电磁波高效耦合到亚波长尺度的纳米光子器件，在小面积聚光方面独具优势。伊利诺斯大学厄本纳-香槟分校机械科学与工程副教授凯曼尼•图森特介绍说：“我们首次演示了利用金质蝴蝶结形纳米天线阵列（BNAs）实现多种形式的光捕获，能操控从亚微米到微米大小的物体。”
　　研究小组根据经验绘制了“光捕获相位图”，利用该图成功演示了多种形式的捕获反应，包括在整个纳米天线范围上用单束光镊住单个粒子、用单束光镊住排成2维六边形的多个粒子、将粒子按大小排列、将从亚微米到微米的粒子以3维形式堆叠起来等。

　“和其他等离子镊相比，金质蝴蝶结形纳米天线阵列不仅能捕获粒子，还能通过调节光学参量如低输入能量的密度、波长和极性来操控粒子。”论文第一作者、图森特小组研究生布瑞恩•洛克斯沃斯说。

　“实验显示，只要很低的能量密度就能实现各种控制，我们能用普通的激光笔就做到这些。”图森特说，“利用热效应结合光压力，能一次镊住几十个粒子。”

　　研究人员解释说，蝴蝶结形纳米光学天线有很强的聚束和增强效应，可作为一种高效光镊，允许在水性环境中以极低密度的能量输入，实现对亚微米和微米级粒子的高速控制。这些特性对于光流应用（如芯片实验室设备）、光物质形成、胶体动力学基础物理研究方面非常有用，还能在控制生物物质时，降低对样本的拍摄伤害。

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