激光微束场对微粒子辐射力的作用

本文分析了激光微束对微粒子的辐射力的作用，在建立的激光微束系统上，用光镊捕获了空心电介小球和酵母细胞，验证了光镊的光动力学效应，用光镊实现了微粒子的捕获、移动、翻转等一系列操作，甚至可以同时捕获许多微粒子，从理论和实践上验证了激光微束对微粒子的动力学作用。     

激光微束细胞操作系统

提出构建一种用于生物细胞操作的激光微束系统.即由Nd:YAG激光经物镜聚焦形成的光刀和He-Ne激光器经物镜聚焦形成的光镊组成的激光微束系统,进行了总体设计、关键部件设计和选择.在构建的激光微束操作实验系统上实现了非接触细胞操作,验证了光镊的力学效应.采用Nd:YAG经显微物镜会聚形成光刀可以对细胞或细胞器进行打孔或切割染色体.     

高会聚单光束激光陷阱捕捉电介小球的梯度力研究

采用光线光学研究方法，地高会聚单束激光作用于电介小球的力学问题进行了定性和定量描述；讨论了用激光微事捕捉电介微粒的条件，光陷特性和实验方法。     

不同激光光束对微粒辐射力作用的研究与比较

1引言 光镊又称光束梯度力光阱,早期也叫激光捕获术,是一项利用高聚焦的激光形成的三维势阱镊起并操纵不同尺寸的微粒、细胞、细菌等微小物体的技术.早在1968年,前苏联光谱学家Letokhov[1]就首先提出利用光的力学效应来限制原子.1970年,光镊技术的先锋、美国贝尔实验室的Ashkin[2]成功观测到利用单光束高聚焦激光束及其力学效应驱动微米粒子的现象并将粒子束缚在激光束照射范围内.在此基础上,Ashkin提出了利用光压操纵微粒的方法,并用两束相向照射的聚焦激光束,实现了在水溶液中对折射率大于水的玻璃微珠的稳定捕获,建立了利用光压操纵微粒的工具--光镊.     

改进Friese光致旋转理论的模拟及实验分析

为验证改进Friese光致旋转理论的合理性和可靠度,搭建了实时、快速测量单轴双折射样品粒子转动情况的光镊实验平台。捕获激光微束首先被聚光镜收集,经二向色镜和成像透镜后被四象限探测器接受,四象限探测器的信号变化反映了微观物体在囚禁光阱的运动情况,然后使用数据采集卡采集四象限探测器的信号,最后通过信号和图像处理分析得到样品粒子的运动情况,并把实验结果与理论分析对比。结果表明,改进Friese理论的模拟曲线与测得的实验数据更相符。该激光光镊系统可用于驱动微纳机械装置、测量微纳系统的力学参数以及组装生物器件等。     

利用飞秒激光光镊捕获生物细胞

采用自行搭建的飞秒激光光镊,实现了对人体血红细胞（RBC）的稳定捕获。使用的光源为自行搭建的掺钛蓝宝石克尔透镜锁模激光器,输出中心波长810nm、脉冲宽度40fs和重复频率为100MHz的飞秒激光脉冲。通过实验比较了飞秒激光光镊和连续（CW）激光光镊的捕获能力,依据实验数据,比较了两者的Q值。实验结果显示,飞秒激光光镊对于捕获生物细胞同样有效,将光镊技术和飞秒激光特性相结合用于生物学研究领域会有很好的应用前景。     

一种用于生物研究的光镊与激光微束系统

分析光镊与激光微束的性质和特点,研究两者相互配合、联合操作的技术及优势。在国内首次实现光镊与微束激光的耦合技术,这种全新的显微操作系统可对活体细胞进行全方位操作与微加工。     

飞秒激光光镊轴向力的计算与分析

光镊已成为捕获和操纵微米尺度粒子和生物细胞的有效手段，而目前常用的光镊光源为连续激光或长脉宽的脉冲光。提出飞秒激光光镊的概念．将飞秒激光序列脉冲视为对连续光的周期抽样，借助于连续光光镊的分析方法，建立了飞秒激光光镊对电介质微粒产生的轴向光学力的理论模型。给出影响捕获微粒的主要因素，指出存在最佳束腰半径和被捕获粒子半径。数值计算结果表明选取合适的飞秒激光脉冲能量、束腰半径、脉冲波长以及微粒与周围媒质的相对折射率．微米尺寸的微粒完全能被飞秒激光稳定捕获。综合考虑被捕获微粒所受的脉冲式光学梯度力、重力和布朗惯性力的作用，讨论了飞秒激光光镊轴向光学梯度力的脉冲式特点及实现稳定捕获的条件。     

多模光镊的实验研究

简述了激光光镊的原理，研究了单模、多模光镊的特点，给出了一个用多模激光作为光源的光镊的设计思想和实际装置，并用此光镊对生物细胞进行了捕获实验。该装置价廉、衫，很容易在一般实验室实现。     

激光光镊对生物体的光操纵研究

根据光镊捕获电介微粒的理论研究结果 ,简析了光对生物体的力学作用 ,给出了用不同参量的激光陷阱操纵不同种类的微生物的实验结果 .分析比较表明 ,生物体的预培养是实现光操纵的重要环节 .     

单光束俘获微粒模型

1 引言 单光束俘获提供了一个有效且无损地控制生物细胞的新方法。A.Askin首先发现细菌或者微米大小的非导电介质不球能够用这一简单技术实现俘获。今天这一技术已被运用到各     

激光陷阱引导神经细胞生长方向的研究

激光陷阱技术是近年来发展起来的一种非接触的操纵技术,它在生命科学领域取得了许多开创性成果,作者用特别设计的倒置式激光陷阱放在生长锥的前方来引导生长锥的生长方向,通过对生长锥施以持续的作用力,作者在实验上成功地引导了神经细胞生长锥的生长方向,并讨论了激光陷阱引导神经细胞生长的分子生物学基础。对这种新的引导神经细胞定向生长的方法的研究,可能对神经轴突的定向生长机制、控制神经再生产生非常积极的影响。     

光激励和光检测微型硅谐振器研究

分析了光激励谐振器振动的检测问题，用调制激光束激励谐振器使其发生振动，并采用光学干涉的方法测量了这种微振动。     

拖曳法测量微粒光阱力和光阱刚度的实验研究

采用聚焦激光束拖曳扩散悬浮在液体中透明的电介质小球,对3种半径范围从0.5μm到22.0μm的微粒进行了最大横向光阱力的测量,得到了PN量级的光阱力。对于其中尺寸较大的聚甲基丙烯酸甲脂(PM-MA)小球,测量了不同拖曳速度下球心偏离光阱中心的位移Δx,计算了该条件下的光阱刚度。对光阱外缘区也进行了光阱力测量,并得出光阱力随Δx的变化关系以及光阱力的作用范围。对同一实验条件下不同半径酵母菌的最大光阱力及光阱刚度的比较测量发现,随着酵母菌半径变大,在液体中匀速运动的临界速度变小,受到的最大光阱力变大,但光阱刚度降低。     

激光光镊术简介

人们借助单一激光微光微光束与显微照相技术的共同配合，利用微激光束在透明微粒附近产生的梯度力，实现了对微小粒子的捕获及操纵。随着物理理论与技术的发展，所能操纵的粒子越来越小，对活性微体的损伤也在减小。目前这一技术不仅用来操纵原子、细菌、单细胞等，还在分子生物学、医学等领域中发挥着作用。同时非共轴多光束技术的引入，提高了这一技术操作的稳定性与方便性，为以后更广泛的应用提供了条件。     

一种可连续调谐空间光学衰减器的研究

可调谐空间光学衰减器在各类光电系统中具有广泛的应用前景。基于法布里-珀罗多光束干涉原理,创新性地设计了一种适用于相干光束的可调谐空间光学衰减器,该衰减器选取在红外波段具有较高折射率的硒化锌晶体作为材料,结合温度控制系统,实现光功率的调谐。采用Nd:YAG激光器作为光源,对该衰减器的性能进行测量,其调谐范围可以达到3 dB。理论分析表明,相对于热膨胀系数,硒化锌材料的热光系数是决定衰减器性能的关键参量。此外,通过在硒化锌光学平板前后表面镀高反膜,可进一步提高调谐范围。     

T矩阵在光阱分析中的应用

光镊技术被广泛应用于许多生物领域。光镊本身结构简单,用单光束就可以捕获单个粒子,但对光阱力的精确计算却存在一定的难度。可以用一些近似的方法如几何光学或瑞利假设分析光阱力,但这些方法仅能在特定限制条件下适用。文中把电磁散射理论作为一种通用的方法来解决光阱力的计算问题。论述了如何使用T矩阵方法进行光阱力计算。计算结果为实验系统参量的选择提供了理论依据。