Считывания данных Порядок выполнения работы

Включить установку в следующей последовательности: источник света, питание диода, синхронный детектор, компьютер, запустить программу управления; проверить схему соединения отдельных блоков.

Выбрать исследуемые образцы (по заданию преподавателя): №1 – неупорядоченная структура, №2 – упорядоченная структура (фотонный кристалл); в зависимости от типа образца выбрать оптическую схему (на просвет или на отражение).

Укрепить образец №1 на держателе образца.

Установить рабочую длину волны монохроматора, равной 550 нм (с использованием программы), используя XYZ-юстировочное устройство сфокусировать световое пятно на образце с контролем при помощи микроскопа.

Сфокусировать световое пятно на фотодиоде при помощи объектива.

Задать рабочие параметры в программе

Провести измерение спектра 3 раза, данные записывать в файл.

Повторить пункты 3-7 для образца №2.

Снять все образцы с держателя, повторить пункты 6-7, таким образом будет измерена спектральная зависимость чувствительности установки.

Обработка и представление результатов

В отчете представить:

1.Электронно- микроскопические изображения исследуемых образцов;

2.Оптическую микрофотографию упорядоченного образца

3.Спектральные зависимости коэффициентов отражения (пропускания) для образцов №1-2, спектральную зависимость чувствительности установки.

4.Спектральные зависимости коэффициентов отражения (пропускания) для образцов №1-2, нормированные на спектральную зависимость чувствительности установки.

5.Для образца 2 определить положение и ширину запрещенной фотонной зоны.

Работа 6. Оптическое манипулирование одиночными наночастицами в оптическом пинцете

Цель работы: изучение принципов оптического пинцета, изучение физических основ оптического манипулирования одиночными нано- и микрочастицами.

Применяемое оборудование: установка для оптического манипулирования одиночными нано- и микрочастицами (оптический пинцет) на базе металлоиммерсионного микроскопа; оборудование для изготовления оптических микрокювет; оборудование для визуализации оптического захвата.

Задание: освоить порядок работы на установке оптического манипулирования одиночными нано- и микрочастицами, осуществить оптический захват одиночной микрочастицы, исследовать возможность трехмерного манипулирования одиночной частицей.

Подготовка к выполнению работы: ознакомиться с правилами техники безопасности при работе с непрерывным лазером инфракрасного диапазона, изучить принцип работы установки, ознакомиться с порядком работы на оптическом микроскопе, изучить разделы, рекомендованные в библиографическом списке.

Библиографический список

1. http://en.wikipedia.org/wiki/Optical_tweezers

2. A. Ashkin, “Acceleration and trapping of particles by radiation pressure”, Phys. Rev. Lett. 24, 156–159 (1970).

3. Tsvi Tlusty, Amit Meller, Roy Bar-Ziv, “Optical gradient forces of strongly localized fields”, Phys. Rev. Lett. 81, 1738–1741 (1998).

4. Lukas Novotny, Randy X. Bian, X. Sunney Xie, “Theory of nanometric optical tweezers”, Phys. Rev. Lett. 79, 645–648 (1997).

Контрольные вопросы

1.Что такое пондеромоторные световые силы?

2.Что такое броуновское движение? Какими физическими параметрами частиц и раствора определяется величина флуктуаций положения микро- и наночастицы при броуновском движении?

3.Чем определяется размер перетяжки сфокусированного лазерного луча?

4.Что такое световое давление?

5.Почему оптическое манипулирование микрочастицами проводится в растворе?

6.Как влияет числовая апертура микроскопа на процесс оптического захвата микрочастиц?

7.Какие требования на размер микро- и наночастиц накладываются в методике оптического пинцета.

8.Как подготавливается микрокювета? Каковы требования на толщину покровных стекол и концентрацию микрочастиц?

9.С какой целью применяют иммерсирование микрокюветы?

10.Изобразите устройство оптического пинцета и укажите роль отдельных его частей.