Лазерный  (оптический пинцет)  – это устройство, использующее сфокусированный луч лазера для удеpжания нанообъектов в определенном месте и для их передвижения.

Сила, с которой свет действует на окружающие объекты очень мала, но достаточна, чтобы ловить наночастицы в фокусе лазерного луча. С помощью оптического пинцета можно управлять передвижением частиц размером от 10 нм до 10 мкм и собирать из них различные структуры.В дальнейшем, лазерный пинцет станет одним из мощных инструментов нанотехнологии. Рассмотрим возможные причины, позволяющие работать лазерному пинцету. Прежде всего, будем исходить  из того, что свет, это электромагнитная волна, напряженность электрического поля кторой зависит от интенсивности света. Учитывая, что напряженность электрического поля максимальна в фокусе лазерного луча, становится понятной неоднородность электрического поля светового луча по мере приближения  или отдаления от  фокуса луча, где напряженность электрического поля может увеличиваться во много раз.Это является одним из принципов работы лазерного пинцета.Рассмотрим другие моменты, позволяющие перемещать или удерживать нанообъекты с помощью лазерного луча.

Пусть  шарообразная диэлектрическая  частицу находится в поле светового луча вдали от фокуса (рис.1)Известно, что в электрическом поле диэлектрики поляризуются, т.е. происходит разделение зарядов, которые скапливаются на поверхности частицы и называются связанными зарядами. Так как частица находится вдали от фокуса, то можно считать, что она находится в однородном электрическом поле, и поэтому слева и справа на неё будут действовать одинаковые силы F+ и  F, в результате чего частица будет оставаться неподвижной

 

 

 

 

 

 

Рис.1 Схема поляризация шарообразной диэлектрической частицы в однородном

          электрическом поле. F+ и  F — равные по величине электрические силы, действующие на

          связанные заряды в противоположных направлениях

В этом случае однородного электрического поля частица остается неподвижной.

Если частица находится рядом с областью фокуса, где напряженность электрического поля

постепенно возрастает при приближении к фокусу, то на неё будет действовать сила, направление

которой зависит от исходного положения частицы (Рис.2)

Рис.2 Три шарообразных частицы, находящиеся в неоднородном электрическом поле      фокусированного светового луча вблизи области фокуса. Электрические силы, действующие на положительные (F+) и отрицательные (F) связанные заряды, вызывают движение частиц по направлению к области фокуса.

На рисунке 2 видно, что на правую частицу , находящуюся справа от фокуса, будет действоватьрезультирующая сила,

направленная влево к области фокуса, а на левую частицу действует сила, направленная вправо тоже к области фокуса.

Таким образом, все частицы, оказавшиеся в фокусированном луче света,  будут стремиться к его фокусу. По такому

принципу работает лазерный пинцет.

 

НАЖМИТЕ КНОПОЧКУ ВАМ НЕ ТЯЖЕЛО А МНЕ ПРИЯТНО

Опубликовать в Google Buzz
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники
Опубликовать в Яндекс