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http://baike.baidu.com/view/841769.html?fromTaglist光學鑷子就是用光形成的鑷子,它是建立在光輻射壓原理上的.光輻射壓的提出源於開普勒和牛頓時代,當時理論認為光是一種粒子,根據牛頓力學原理, 運動著的粒子束會產生壓力.在天文學中,彗星的尾巴始終背向太陽就是光具有輻射壓力的一個典型例子.然而,光壓的存在和麥克斯韋對輻射壓力的理論預言則是到了20世紀初才在實驗室中得到實驗證明的.20世紀60年代,當激光作為具有極高亮度的相干光源出現時,光壓的研究發生了革命性的變化.70年代初,人們開始對激光的輻射壓開始全面和深入的研究,特別是對原子在不同條件下所受輻射壓力的性質和機制進行理論探討和實驗觀測,從而發展起原子束的激光偏轉,激光冷卻,光子粘膠及原子噴泉等實驗技術,同時利用光壓進行原子俘獲,粒子操縱等研究.正是由於在激光冷卻方面的先驅性研究,著名的華裔科學家,斯坦福大學的朱棣文教授與其他兩人共同獲得了1997年度諾貝爾物理學獎.我們知道,光源同時具有熱效應和輻射效應.對普通光源而言,由熱效應所產生的壓力比由單純動量交換產生的輻射壓力大幾個數量級,因此很難獲得足夠的輻射壓力.激光的出現改變了這一狀況,使光的輻射壓力得到充分體現.同時激光光束的截面分佈具有簡單確定的數學表達,便於進行理論處理,使光阱和光懸浮的研究成為可能.激光鑷子是利用激光與物質間進行動量傳遞時的力學效應形成三維光學勢阱.1970年,美國電報電話公司貝爾實驗室的阿甚金教授採用一束高斯激光,成功地在垂直於光的傳播方向上束縛了懸浮在水中的聚苯乙烯微粒,這一實驗將輻射壓的應用從原子量級擴展到了微米範圍,奠定了光鑷的研究基礎.之後他又設計了雙光束光學陷阱,初步實現了光鑷的雛形.1986 年,他把單束激光引入高數值孔徑物鏡形成了三維光學勢阱,證明光學勢阱可以無損傷地操縱活體物質.目前所說的光鑷即是這樣一種三維全光學勢阱. 光鑷對粒子無損傷,具有非接觸性,作用力均勻,微米量級的精確定位,可選擇特定個體,並可在生命狀態下進行操作等特點,特別適用於對細胞和亞細胞層次上活體的研究,如對細胞或細胞器的捕獲,分選與操縱,彎曲細胞骨架,克服布朗運動所引起的細菌旋轉等. 這也正是光鑷得以在生物領域中被廣泛應用,並顯示出強大生命力和廣闊應用前景的原因之一. 正如其發明者所說,光鑷'將細胞從它們的正常位置移去的能力,為我們打開了精確研究其功能的大門
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光學鑷子就是用光形成的鑷子,它是建立在光輻射壓原理上的.光輻射壓的提出源於開普勒和牛頓時代,當時理論認為光是一種粒子,根據牛頓力學原理, 運動著的粒子束會產生壓力.在天文學中,彗星的尾巴始終背向太陽就是光具有輻射壓力的一個典型例子.然而,光壓的存在和麥克斯韋對輻射壓力的理論預言則是到了20世紀初才在實驗室中得到實驗證明的.
20世紀60年代,當激光作為具有極高亮度的相干光源出現時,光壓的研究發生了革命性的變化.70年代初,人們開始對激光的輻射壓開始全面和深入的研究,特別是對原子在不同條件下所受輻射壓力的性質和機制進行理論探討和實驗觀測,從而發展起原子束的激光偏轉,激光冷卻,光子粘膠及原子噴泉等實驗技術,同時利用光壓進行原子俘獲,粒子操縱等研究.正是由於在激光冷卻方面的先驅性研究,著名的華裔科學家,斯坦福大學的朱棣文教授與其他兩人共同獲得了1997年度諾貝爾物理學獎.
我們知道,光源同時具有熱效應和輻射效應.對普通光源而言,由熱效應所產生的壓力比由單純動量交換產生的輻射壓力大幾個數量級,因此很難獲得足夠的輻射壓力.激光的出現改變了這一狀況,使光的輻射壓力得到充分體現.同時激光光束的截面分佈具有簡單確定的數學表達,便於進行理論處理,使光阱和光懸浮的研究成為可能.激光鑷子是利用激光與物質間進行動量傳遞時的力學效應形成三維光學勢阱.
1970年,美國電報電話公司貝爾實驗室的阿甚金教授採用一束高斯激光,成功地在垂直於光的傳播方向上束縛了懸浮在水中的聚苯乙烯微粒,這一實驗將輻射壓的應用從原子量級擴展到了微米範圍,奠定了光鑷的研究基礎.之後他又設計了雙光束光學陷阱,初步實現了光鑷的雛形.
1986 年,他把單束激光引入高數值孔徑物鏡形成了三維光學勢阱,證明光學勢阱可以無損傷地操縱活體物質.目前所說的光鑷即是這樣一種三維全光學勢阱. 光鑷對粒子無損傷,具有非接觸性,作用力均勻,微米量級的精確定位,可選擇特定個體,並可在生命狀態下進行操作等特點,特別適用於對細胞和亞細胞層次上活體的研究,如對細胞或細胞器的捕獲,分選與操縱,彎曲細胞骨架,克服布朗運動所引起的細菌旋轉等. 這也正是光鑷得以在生物領域中被廣泛應用,並顯示出強大生命力和廣闊應用前景的原因之一. 正如其發明者所說,光鑷'將細胞從它們的正常位置移去的能力,為我們打開了精確研究其功能的大門
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