Development of microscopic and manipulating system in the optical near filed by evanescent photon force
倏逝光子力光学近场显微及操控系统的研制
基本信息
- 批准号:12450026
- 负责人:
- 金额:$ 5.25万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
- 财政年份:2000
- 资助国家:日本
- 起止时间:2000 至 2002
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
This research was focused on evanescent photon force, which exists at border of optical interface, in order to observe and manipulate a particle and a biological sample, and following results were obtained.1. As an optical fiber manipulator, the method of gluing a latex ball with a diameter of 10 μm on optical fiber end was devised. In order to clarify an optimum optical system, an exiting beam pattern from the manipulator was calculated using electromagnetic field analysis by FDTD method, and the structure was designed in order to realize a manipulation and trapping of particle.2. When the YAG laser light (wavelength of 1.06 μm) was incident on the fabricated optical manipulator, and a particle was possible to trap and manipulate in water. Especially, it was shown clearly that a gold particle with a diameter of 40nm was able to be trapped and manipulated, and we succeeded in arranging two or more particles.3. The gold particle with a diameter of 100nm was made to fix at the apex of ball lens used in the optical fiber manipulator, and the scattering of an evanescent light was observed successfully.4. Two opposite laser beams were incident on the prism by the incidence angle beyond a critical angle, and the evanescent photon forces for reverse direction were given to the particle on the surface of a prism. We succeeded in positioning a particle with a diameter of about 10 μm at the speed of a few tens of micrometers per second by adjusting laser intensity.5. As a new technology of positioning for the small object with non-contacting and non-destruction manner, the method by evanescent photon force was developed and it was shown that the position of latex sphere of 20 μm in diameter was controllable in a two-dimensional plane.
本研究主要针对光学界面边界处存在的倏逝光子力进行观察和操纵,并取得以下成果: 1.作为光纤操纵器,胶乳的粘合方法。为了明确最佳光学系统,在光纤端设计了直径为 10 μm 的球,通过 FDTD 方法使用电磁场分析计算了机械手的出射光束图案,并设计了结构。 2.当YAG激光(波长1.06μm)入射到所制作的光学操纵器上时,可以清楚地表明,在水中可以捕获和操纵粒子。能够捕获并操纵直径为40nm的金粒子,并成功地排列两个或多个粒子。3.将直径为100nm的金粒子固定在纳米粒子上。光纤机械臂球透镜顶点,成功观察到倏逝光的散射。4.两束方向相反的激光以超过临界角的入射角入射到棱镜上,倏逝光子力方向相反。通过调整激光强度,我们成功地将直径约为 10 μm 的颗粒以每秒几十微米的速度定位。 5.针对小物体非接触、非破坏性定位,提出了倏逝光子力定位方法,并证明直径20 μm的乳胶球在二维平面内位置可控。
项目成果
期刊论文数量(22)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
若山俊隆, 高和宏行, 大谷幸利, 梅田倫弘, 吉澤 徹: "波長依存性を考慮した二次元複屈折計測"光学. 31.11. 826-831 (2002)
Toshitaka Wakayama、Hiroyuki Takakazu、Yukitoshi Otani、Michihiro Umeda、Toru Yoshizawa:“考虑波长依赖性的二维双折射测量”光学 31.11(2002)。
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- 发表时间:
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- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
梅田倫弘, 沼田孝之: "川合知二監修「ナノテク活用技術のすべて」"工業調査会. 298 (2002)
Tomohiro Umeda、Takayuki Numata:“由 Tomoji Kawai 监督‘关于纳米技术利用技术’”Kogyo Kenkyukai 298 (2002)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
Shinga Ohkubo 他3名: "Polarization Property of glass micropippetie for birefrongence contrast near field optical microscope"Technical Digest of Near-Field Optics 6. 118 (2000)
Shinga Ohkubo 等 3 人:“双折射近场光学显微镜用玻璃微管的偏振特性”《近场光学技术文摘》6. 118 (2000)
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- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
S.Nam, N.Umeda, A.Takayanagi: "Position control of micrometer-sized particle with evanescent photon force"Proceedings of SPIE. 4456. 1-7 (2001)
S.Nam、N.Umeda、A.Takayanagi:“利用倏逝光子力对微米级粒子进行位置控制”SPIE 论文集。
- DOI:
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- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
梅田 倫弘, 高柳 淳夫, 蓮村 聡: "走査型フォース顕微鏡による表面電位の検出"精密工学誌. 67.5. 754-758 (2001)
Tomohiro Umeda、Atsuo Takayanagi、Satoshi Hasumura:“使用扫描力显微镜检测表面电势”《精密工程杂志》67.5 (2001)。
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