Эффект движения потенциальной ямы

Кинетика движения броуновской частицы в потенциальной яме, которая перемещается в пространстве со скоростью (здесь - положение точки минимума исходной потенциальной ямы к моменту времени t) описывается с помощью уравнения Смолуховского, но с заменой потенциала на .

Временная зависимость потенциальной ямы моделирует временную неустойчивость лазерного пучка, который захватывает частицу.

Пример осуществления оптического захвата

В одной из работ выполненных сотрудниками Московского физико-технического института совместно со специалистами онкологами и клиницистами (Труды МФТИ, 2009,т.1, №1, стр. 53-58), представлены результаты экспериментального исследования установки для оптического захвата. Установка представляет собой опто-механическое электронное устройство, которое позволило осуществлять перемещение лейкоцита в поле лазерного излучения. Для обеспечения работы установки используются серийные приборы и элементы:

- Микроскоп Olimpus IX71,

- Объективы ЛОМО М-ФЛЮАР, Olimpus LCAch N40x,

- MAI TAI, 690-100 нм, 3 Вт,

- Sony ExwaveHAD камера.

Эксперименты по манипуляции отдельными и клеточными агломератами. Захвату подлежали лейкоциты и раковые клетки. Для перемещения единичной клетки размером от 5 до 40 мкм использовалась мощность 25 мВт.

Фемтосекундный лазер «пинцет-скальпель»

Направление работ в области лазерного манипулирования наночастицами в развитии Самарского филиала физического института им. П.Н. Лебедева.

Со времени изобретения первого лазерного пинцета, основанного на одном гауссовом пучке (фундаментальная лазерная мода TEM₀₀) А. Ашкином в 1986 ^[10], концепция одномодовых лазерных пучков развилась за счёт использования лазерных мод высокого порядка, то есть эрмит-гауссовых пучков (TEM_nm), лагерр-гауссовых пучков (LG, TEM_pl) и бесселевых пучков (Jn).

Лагерр-гауссовы пучки обладают уникальным свойством: втягивать в оптическую ловушку оптически отражающие и поглощающие частицы. Пучки с круговой поляризацией имеютспиновый орбитальный момент и могут вращать частицы. У лагерр-гауссовых пучков также есть собственный угловой момент, который может вращать частицы вокруг центра пучка ^[11][12]. Этот эффект наблюдается без внешней механической или электрической регуляции луча. Кроме лагерр-гауссовых пучков, бесселевы пучки как нулевого, так и высших порядков имеют орбитальный момент, а также уникальное свойство одновременно удерживать много частиц на некотором расстоянии^[13].

В этих работах используется другой способ применения лазерного излучения связанный с использованием сложных в поперечном сечении мод. Они обеспечивают ненулевой угловой момент (спиральные пучков; световых полей, полученных при использовании только фазовой части от спирального пучка).

Для расширения возможностей лазерного микроманипулирования используется вихревой характер полей