帮助 关于我们

返回检索结果

轴向多光阱微粒捕获与实时直接观测技术
Axial multi-particle trapping and real-time direct observation

查看参考文献27篇

王玥 1   梁言生 1,2   严绍辉 1   曹志良 1,2   蔡亚楠 1,2   张艳 1,2   姚保利 1 *   雷铭 1 *  
文摘 传统的光镊技术使用单个物镜同时进行光学捕获与显微成像,使得捕获与成像区域被限制在物镜焦平面附近,无法同时观察到沿光轴方向(即Z向)捕获的多个微粒.本文提出一种轴平面(XZ平面)Gerchberg-Saxton迭代算法来产生沿轴向分布的多光阱阵列,将轴平面成像技术与光镊结合,实现了沿轴向对二氧化硅微球的多光阱同时捕获与实时观测.通过视频分析法测量了多个二氧化硅微球在轴向光镊阵列中的布朗运动,并标定了光阱刚度.本文提出的轴向多光阱微粒捕获与实时观测技术为光学微操纵提供了一个新的观测视角和操纵方法,为生物医学、物理学等相关领域研究提供了一种新的技术手段.
其他语种文摘 The optical tweezers with the special advantages of non-mechanical contact and the accurate measurement of positions of particles, are a powerful manipulating tool in numerous applications such as in colloidal physics and life science. However, the standard optical tweezers system uses a single objective lens for both trapping and imaging. As a result, the trapping and imaging regions are confined to the volume near the focal plane of the objective lens, making it difficult to track the trapped particles arranged in the axial direction. Therefore, multiple trapping along axial direction remains a challenge. The three-dimensional imaging technology can realize the monitoring of the axial plane, but neither the laser scanning microscopy nor the wide-field imaging technology can meet the requirement of the real-time imaging. To address this issue, we propose a modified axial-plane Gerchberg-Saxton (GS) iterative algorithm based on the Fourier transform in the axial plane. Compared with the direct algorithm such as the Fresnel lens method, the modified axial-plane GS iterative algorithm has a higher modulation efficiency, and the generated axial distribution has a sharper intensity. In theory, the traps generated each have an ideal Gaussian intensity distribution independently, which is proved by the simulation of reconstructed field. With such an iterative algorithm, we can directly create multiple point-trap array arranged along the axial direction. We also develop an axial-imaging scheme. In this scheme, the particles are trapped and a right-angled silver-coated 45° reflector is used to realize axial-plane imaging. The scheme is verified by imaging silica particles in an axial plane and a lateral plane simultaneously. Furthermore, we combine the axial-plane imaging technique with holographic optical tweezers, and demonstrate the simultaneous optical trapping in 2×2 trap array and the monitoring of multiple silica particles in the axial plane. The trap stiffness of traps array in axial plane is calibrated by measuring the Brownian motion of the trapped particles in the axial trap array with digital video microscopy. The proposed technique provides a new perspective for optical micromanipulation, and enriches the functionality of optical micromanipulation technology, and thus it will have many applications in biological and physical research.
来源 物理学报 ,2018,67(13):138701-1-138701-8 【核心库】
DOI 10.7498/aps.67.20180460
关键词 光镊 ; 光阱刚度 ; 轴平面成像 ; Gerchberg-Saxton算法
地址

1. 中国科学院西安光学精密机械研究所, 瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 西安, 710119  

2. 中国科学院大学, 北京, 100049

语种 中文
文献类型 研究性论文
ISSN 1000-3290
学科 物理学
基金 国家自然科学基金 ;  中国科学院前沿科学重点研究项目
文献收藏号 CSCD:6301548

参考文献 共 27 共2页

1.  Ashkin A. Opt. Lett,1986,11:288 CSCD被引 359 次    
2.  Svoboda K. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct,1994,23:247 CSCD被引 36 次    
3.  Fazal F M. Nat. Photon,2011,5:318 CSCD被引 25 次    
4.  Neuman K C. Nat. Methods,2008,5:491 CSCD被引 99 次    
5.  Min T L. Nat. Methods,2009,6:831 CSCD被引 5 次    
6.  Li T. Science,2010,328:1673 CSCD被引 36 次    
7.  Grier D G. Curr. Opin. Colloid In,1997,2:264 CSCD被引 9 次    
8.  Tatarkova S A. Phys. Rev. Lett,2002,89:283901 CSCD被引 7 次    
9.  Bowman R W. Rep. Prog. Phys,2013,76:026401 CSCD被引 4 次    
10.  Mike W. Laser Photon. Rev,2012,7:839 CSCD被引 1 次    
11.  Garces-Chavez V. Nature,2002,419:145 CSCD被引 90 次    
12.  Dan D. Sci. Rep,2013,3:1116 CSCD被引 56 次    
13.  Chen B C. Science,2014,346:1257998 CSCD被引 59 次    
14.  Edward J B. Opt. Lett,2009,34:1504 CSCD被引 1 次    
15.  Edward J B. Opt. Commun,2008,281:880 CSCD被引 1 次    
16.  Dunsby C. Opt. Express,2008,16:20306 CSCD被引 9 次    
17.  Edward J B. PNAS,2012,109:2919 CSCD被引 1 次    
18.  Curran A. Optica,2014,1:223 CSCD被引 2 次    
19.  Dholakia K. Nat. Photon,2011,5:335 CSCD被引 60 次    
20.  Padgett M. Lab on Chip,2011,11:1196 CSCD被引 8 次    
引证文献 1 篇

1 周源 基于液晶空间光调制器的光场调控技术及应用进展(特邀) 光子学报,2021,50(11):1123001
CSCD被引 12 次

显示所有1篇文献

论文科学数据集
PlumX Metrics
相关文献

 作者相关
 关键词相关
 参考文献相关

版权所有 ©2008 中国科学院文献情报中心 制作维护：中国科学院文献情报中心
地址：北京中关村北四环西路33号 邮政编码：100190 联系电话：(010)82627496 E-mail:cscd@mail.las.ac.cn 京ICP备05002861号-4 | 京公网安备11010802043238号