新型光镊可捕获纳米颗粒

　　光镊是一项正在飞速发展的技术，近年来，围绕光镊的新型应用层出不穷。光镊是用高度聚焦的激光束的焦点捕获粒子，从而使研究人员无需任何物理接触即可操纵物体的技术。目前，光镊已被用于捕获微米级的物体，然而研究人员日益渴望将光镊的应用扩展到纳米级粒子上去。由法国雷恩第一大学Janine Emile和Olivier Emile发表于The European Physical Journal E上的一项新研究展示的一种新型光镊设计，首次实现了200纳米大小的荧光粒子捕获。

　　如果此项研究能够普及，就能够在需要极高精度的实验中使用纳米尺度光学阱：比如直接测量纳米量级的力、细胞膜变化以及操纵病毒和DNA链中。Emile和Emile的设计是基于“泊松光斑”：即光线在物体周围衍射时所产生的黑色圆环围绕的中心明亮光斑。此项研究还利用了“全反射”原理，即当光线以合适角度照射到玻璃-液体界面时，入射光线完全反射的现象。

实验示意图

　　二人将一束完全准直的激光束入射到玻璃板和含有悬浮荧光纳米颗粒的液体之间的界面上，并使用一块不透明的圆盘部分阻挡光线路径；由此衍射产生的泊松光斑在界面上全反射，产生向四周呈指数衰减的波，最终，悬浮的纳米颗粒被困在这种“甜甜圈”形的波中。使用另一束激光激发自身发光，这些光波所产生的力将这些粒子紧紧地困在泊松点上。

　　下一步，伴随这种装置的进一步升级，纳米级光镊将为医学、量子计算等领域的研究打开新的大门。