Samtidig optisk fangst og billeddannelse i det aksiale plan for lys-stof-interaktion

Optisk fangst er blevet et stærkt værktøj inden for mange områder som biologi, fysik, kemi. I lys-stof interaktion, overførsel af optisk lineær momentum og vinkelmoment giver anledning til optiske kræfter, der virker på det belyste objekt, hvilket muliggør acceleration, tredimensionel (3-D) indespærring, snurrer, rotation, og endda negativ trækning af partikler.

I konventionelle optiske fangstsystemer, fangst og billeddannelse deler den samme objektiv, begrænser observationsområdet til brændplanet. Til optagelse af optiske fangstprocesser, der forekommer i andre fly, især det aksiale plan (det, der indeholder z-aksen) er stadig en udfordring. Hvordan løses begrænsningen for at erhverve information om aksialplanet i optisk system til fangst af aksialplan?

Et forskerhold ledet af prof. Dr. Yao Baoli fra Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics (XIOPM) fra det kinesiske videnskabsakademi (CAS) udviklede et optisk pincetsystem, der giver mulighed for samtidig optisk fangst og billeddannelse i det aksiale plan . Ved hjælp af denne teknologi, de undersøgte aksial-plan fangst og billeddannelse ydeevne i forskellige optiske felter, herunder Bessel, Luftig, og slangelignende bjælker. Resultaterne blev offentliggjort i Rapporter om fremskridt i fysik .

I deres ordning, en retvinklet sølvovertrukket mikroreflektor blev brugt til at realisere den aksialplanede billeddannelse, hvormed den udsendte fluorescens reflekteres af mikroreflektorens sølvbelagte fasning ind i billeddannelsesformålet. Ved brug af en sådan enhed, bedre billeddannelse blev opnået med mindre sfærisk aberration, koma, og astigmatisme end andre teknikker som brugen af ​​et mikroprisme.

For at realisere stabil 3D-fangst og sofistikeret dynamisk mikromanipulation i det aksiale plan, der blev foreslået en modificeret Gerchberg – Saxton (GS) algoritme baseret på Fourier-transformen i aksialplanet (FT). Ved at kombinere denne algoritme og billeddannelsen i aksialplanet, de demonstrerede de alsidige HOT-akser i aksialplanet og undersøgte fangst- og styringsydelsen for ikke-fraktionelle bjælker, herunder Bessel, Luftig, og slangelignende bjælker.

Den samtidige aksial-plane fangst- og billeddannelsesteknik udvider fangstområdet i høj grad, muliggør observation af fangst i det aksiale plan. Desuden, det er grundlæggende teknologi til studiet af andre områder, herunder optisk trækning, langsgående optisk binding, tomografisk fasemikroskopi, og superopløselig mikroskopi.