Манипуляция микрообъектами с помощью линейных ловушек, формируемых вихревыми аксиконами
Скиданов Р.В., Порфирьев А.П., Ганчевская С.В.

Институт систем обработки изображений РАН,
Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва
(национальный исследовательский университет)(СГАУ)

PDF, 450 kB

DOI: 10.18287/0134-2452-2014-38-4-717-721

Страницы: 717-721.

Аннотация:
Рассмотрен метод формирования линейных световых ловушек с помощью вихревых аксиконов. Представлены результаты эксперимента по захвату и перемещению полистироловых микрочастиц диаметром 5 мкм. Экспериментально подтверждена анизотропия силы захвата такой линейной ловушки.

Ключевые слова :
линейная световая ловушка, вихревой аксикон, сортировка микрочастиц.

Литература:

  1. Qiu, C.-W. Engineering light-matter interaction for emerging optical manipulation applications / Cheng-Wei Qiu, D. Palima, A. Novitsky, D. Gao, W. Ding, S.V. Zhukovsky and J. Gluckstad // Nanophotonics. – 2014. – P. 1-21.
  2. Buican, T.N. Automated single-cell manipulation and sorting by light trapping / T.N. Buican, M.J. Smyth, H.A. Crissman, G.C. Salzman, C.C. Stewart, J.C. Martin // Applied Optics. – 1987. – Vol. 26. – P. 5311-5316.
  3. Applegate, R.W. Particle size limits when using optical trapping and deflection of particles for sorting using diode laser bars / R.W. Applegate, D.W.M. Marr, J. Squier, S.W. Graves // Optics Express. – 2009. – Vol. 17. – P. 16731-16738.
  4. Applegate Jr., R.W. Microfluidic sorting system based on optical waveguide integration and diode laser bar trapping / R.W. Applegate Jr., J. Squier, T. Vestad, J. Oakey, D.W.M. Marr, P. Bado, M.A. Dugand, A.A. Said // Lab Chip. – 2006. – Vol. 6. – P. 422-426.
  5. MacDonald, M.P. Microfluidic sorting in an optical lattice / M.P. MacDonald, G.C. Spalding, K. Dholakia // Letters to Nature. – 2003. – P. 426:421.
  6. Jakl, P. Static optical sorting in a laser interference field / P. Jakl, T. Cizmar, M. Sery, P. Zemanek // Applied Physics Letters. – 2008. – Vol. 92. – P. 161110-161113.
  7. Brzobohaty, O. Experimental demonstration of optical transport, sorting and self-arrangement using a “tractor beam” / O. Brzobohaty, V. Karasek, M. Šiler, L. Chvatal, T. Cizmar, P. Zemanek // Nature Photonics. – 2013. – Vol. 7. – P. 123-127.
  8. Tietjen, G.T. An efficient method for the creation of tunable optical line traps via control of gradient and scattering forces / G.T. Tietjen, Y. Kong, R. Parthasarathy // Optics Express. – 2008. – Vol. 16(14). – P. 10341-10348.
  9. Pauzauskie, P.J. Optical trapping and integration of semiconductor nanowire assemblies in water / P.J. Pauzauskie, A. Radenovic, E. Trepagnier, H. Shroff, P. Yang, J. Iphardt // Nature Materials. – 2006. – Vol. 5. – P. 97-101.
  10. Borghese, F. Radiation force and torque on optically trapped linear nanostructures / F. Borghese, P. Denti, R. Saija, M.A. Iatì, O.M. Maragò // Physical Review Letters. – 2008. – P. 163903.
  11. Yu, T. The manipulation and assembly of CuO nanorods with line optical tweezers / T. Yu, F.-C. Cheong, C.-H. Sow // Nanotechnology. – 2004. – Vol. 15. – P. 1732-1736.
  12. Yan, Z. Guiding Spatial Arrangements of Silver Nanoparticles by Optical Binding Interactions in Shaped Light Fields / Z. Yan, R.A. Shah, G. Chado, S.K. Gray, M. Pelton, N.F. Scherer // ACS Nano. – 2013. – Vol. 7(2). – P. 1780-1802.
  13. Biancaniello, P.L. Line optical tweezers instrument for measuring nanoscale interactions and kinetics / P.L. Biancaniello, J.C. Crocker // Review of Scientific Instruments. – 2006. – V. 77. – P. 113702.
  14. Demergis, V. High precision and continuous optical transport using a standing wave optical line trap / V. Demergis, E.L. Florin // Optics Express. – 2011. – V. 19 (21). – P. 20833-20848.
  15. Marchington, R.F. Optical deflection and sorting of microparticles in a near-field optical geometry / R.F. Marchington, M. Mazilu, S. Kuriakose, V. Garces-Chavez, P.J. Reece, T.F. Krauss, M. Gu, K. Dholakia // Optics Express. – 2008. – Vol. 16(6). – P. 3712-3726.
  16. Морозов, А.А. Формирование светового поля для линейного перемещения микрообъекта // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С.П. Королёва (национального исследовательского университета) – 2010. – № 4. – C. 232-237.
  17. Kotlyar, V.V. Generating hypergeometric laser beams with a diffractive optical element / V.V. Kotlyar, A.A. Kovalev, R.V. Skidanov, S.N. Khonina, J. Turunen // Applied Optics. – 2008. – Vol. 47(32). – P. 6124-6133.
  18. Методы компьютерной оптики / А.В. Волков, Д.Л. Го­ловашкин, Л.Л. Досколович, Н.Л. Казанский, В.В. Котляр, В.С. Павельев, Р.В. Скиданов, В.А. Сойфер, В.С. Со­ловьёв, Г.В. Успленьев, С.И. Харитонов, С.Н. Хонина; под ред. В.А. Сойфера. – М.: Физматлит, 2003.,– 688 c.
  19. Скиданов, Р.В. Экспериментальное исследование движения диэлектрических шариков в световых пучках с угловыми гармониками высоких порядков / Р.В. Ски­данов, С.Н. Хонина, В.В. Котляр, В.А. Сойфер // Компьютерная оптика. – 2007. – T. 31, № 1. – С. 14-21.
  20. Скиданов, Р.В. Дифракционные оптические элементы для формирования комбинаций вихревых пучков в задаче манипулирования микрообъектами / Р.В. Скиданов, С.В. Ганчевская // Компьютерная оптика. – 2014. – Т. 38, № 1. – С. 65-71.
  21. Скиданов, Р.В. Расчёт силы взаимодействия светового пучка с микрочастицами произвольной формы / Р.В. Ски­данов // Компьютерная оптика. – 2005. – T. 28. – С. 18-21.

© 2009, IPSI RAS
Institution of Russian Academy of Sciences, Image Processing Systems Institute of RAS, Russia, 443001, Samara, Molodogvardeyskaya Street 151; E-mail: ko@smr.ru; Phones: +7 (846) 332-56-22, Fax: +7 (846) 332-56-20