Optical Tweezers at Long Range and High Pressure (Creativity @ Home)

远距离高压光镊(创意@家庭)

基本信息

  • 批准号:
    EP/I034726/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 10.23万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2011
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2011 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Optical tweezers move microscopic objects around using nothing more than the gentle touch of light itself. For over 20 years scientists have used optical tweezers to explore the small forces in nature - to watch and measure the motion of individual cells, bacteria and biomotors on a piconewton/nanometre scale. One problem with tweezers is that they require very powerful lenses meaning that the optical trap is usually less than a millimetre from the lens itself. This short range of the optical tweezers limits their application and it is this limitation we seek to overcome.Jointly with some of our international collaborators we will build a portable technology demonstrator where the trapping point can be a few mm above a simple mirror and 10mm away from the lens. We have just shown that these mirror traps can be electronically enhanced to give similar performance to a traditional tweezers.Again with our collaborators we wish to illustrate how such a system can allow science that is beyond the range of traditional systems. For example we will show optical trapping within an ultra-high pressure cell, which typically have diamond windows too thick for traditional systems. We will trap at pressure up to 1GigaPascal exploring the strange changes in resulting viscosity and, for example, look at whether bacteria can still swim. We will use the increased optical access to measure optical forces from first principles - addressing the age old dilemma of how much force a light beam really produces.This project was identified through creativity @ home from across the extend group with a project plan that was similarly devised.
光镊仅利用光本身的柔和触感来移动微观物体。 20 多年来,科学家们一直使用光镊来探索自然界中的微小力,以皮牛顿/纳米尺度观察和测量单个细胞、细菌和生物马达的运动。镊子的一个问题是它们需要非常强大的透镜,这意味着光陷阱通常距离透镜本身不到一毫米。光镊的短距离限制了它们的应用,这正是我们寻求克服的限制。我们将与我们的一些国际合作者共同构建一个便携式技术演示器,其中捕获点可以在简单镜子上方几毫米处,距简单镜子 10 毫米远从镜头。我们刚刚展示了这些镜子陷阱可以通过电子方式增强,以提供与传统镊子类似的性能。我们希望再次与我们的合作者一起说明这样的系统如何能够超越传统系统的范围进行科学研究。例如,我们将展示超高压单元内的光学捕获,该单元通常具有对于传统系统来说太厚的金刚石窗口。我们将在高达 1GigaPascal 的压力下进行捕获,探索由此产生的粘度的奇怪变化,例如,看看细菌是否仍然可以游泳。我们将使用增加的光学通道来测量第一原理的光学力 - 解决光束真正产生多少力的古老困境。该项目是通过整个扩展小组的创意@home确定的,其项目计划与设计的。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Efficient generation of Bessel beam arrays by means of an SLM
通过 SLM 高效生成贝塞尔光束阵列
  • DOI:
    10.1140/epjst/e2011-01511-3
  • 发表时间:
    2011-12-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    R. Bowman;N. Muller;X. Zambrana;O. Jedrkiewicz;P. Trapani;M. Padgett
  • 通讯作者:
    M. Padgett
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iTweezers:由 Apple iPad 控制的光学微操作
  • DOI:
    http://dx.10.1088/2040-8978/13/4/044002
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Bowman R
  • 通讯作者:
    Bowman R
Position clamping in a holographic counterpropagating optical trap.
将夹紧位置固定在全息反向传播光陷阱中。
  • DOI:
    http://dx.10.1364/oe.19.009908
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Bowman R
  • 通讯作者:
    Bowman R
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  • DOI:
    http://dx.10.1038/s41598-018-20521-y
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Higham CF
  • 通讯作者:
    Higham CF
Optimisation of a low cost SLM for diffraction efficiency and ghost order suppression
优化低成本 SLM 以实现衍射效率和鬼阶抑制
  • DOI:
    10.1140/epjst/e2011-01510-4
  • 发表时间:
    2011-12-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    R. Bowman;V. D’Ambrosio;E. Rubino;O. Jedrkiewicz;P. Trapani;M. Padgett
  • 通讯作者:
    M. Padgett
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    Miles Padgett

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