Новые применения белого лазера: оптический пинцет и микроскоп
Группа инженеров из Пенсильванского университета с помощью белого лазера создала оптический пинцет, который успешно ловит, удерживает и передвигает микроскопические предметы, а в перспективе позволит классифицировать их методом лазерной спектроскопии.
Таким образом, как утверждает доктор Чживень Лю (Zhiwen Liu), его группе удалось «одной из первых продемонстрировать эффект объемного удержания (trapping) и манипулирования микроскопическими объектами с помощью белого лазера». Возможно, созданный группой Лю оптический пинцет можно будет использовать для проведения оптической рассеивающей спектроскопии удерживаемого объекта в широком диапазоне волн, сообщается в пресс-релизе Пенсильванского университета.
С помощью этого пинцета исследователь сможет определять размеры, форму, индекс рефракции и химический состав интересующего его объекта. На сегодняшний день группа Лю продемонстрировала работоспособность оптического пинцета на трех типах полимерных микросфер различных размеров.
Установка белого лазера в конфокальный микроскоп позволила создать аппарат для скоростной съемки (десятые доли секунды для создания одного кадра) наблюдаемых объектов с сохранением такой же высокой четкости изображения, как и в обычных приборах, затрачивающих на создание одного кадра секунду и более. По мнению доктора Лю, разработанный под его руководством прибор может стать хорошим подспорьем биологам и медикам, поскольку многие биологические процессы протекают как раз в интервалах, измеряемых десятыми долями секунды.
Луч белого света — лазерный луч, который содержит несколько различных спектральных линий (цветов), отчего луч получается белым. Если луч пропустить сквозь призму или дифракционную решетку, он разделится на отдельные лучи, каждый из которых имеет собственную длину волны.
При более детальном рассмотрении, идеальным лучом белого света считается такой, который состоит из смеси равных частей красного, зеленого и синего света. Он может быть получен как с помощью одного лазера белого света, так и от двух или трех лазеров, лучи которых сводятся в один. Луч белого света используется в основном в лазерных RGB-проекторах. В большинстве белых лазеров используется газовая смесь аргон/криптон. («Словарь лазерных терминов», www.show-master.ru)
Суперконтинуум — источника белого света с очень высокой энергетической яркостью. Такие источники могут применяться в DWDM-системах, а также в спектроскопии и метрологии.
При прохождении коротких лазерных импульсов инфракрасного света, к примеру через фотонно-кристаллическое волокно, его спектр значительно расширяется и генерирует суперконтинуум белого света. Полученный таким образом белый свет можно сфокусировать в одной точке, как обычный лазер. По словам исследователей из Пенсильванского университета, широкий спектр суперконтинуума белого света повышает его информативность и дает новые возможности следующему поколению оптических информационных систем.
Созданный группой Лю прибор был подробно описан в работе "White Light Supercontinuum Optical Tweezers", представленной на Конференции по лазерам и электрооптике, а также квантовой электронике и лазерным технологиям, проходившей 27 мая в Балтиморе (США). Кроме того, пинцет был описан и в научной работе "Manipulation and Spectroscopy of a Single Particle by Use of White-light Optical Tweezers", опубликованной ранее в журнале Optics Letters.
Последние новости
(a) Поле суперконтинуума белого света, сгенерированное фотонно-кристаллическим волокном. (b) Радуга, наблюдаемая при прохождении коллимированного белого света через призму (изображение с сайта ultrafastoptics.ee.psu.edu)