实验目的
1.了解激光束的基本特性；2.掌握光镊形成的基本原理；3.掌握构成光镊系统的多种光学仪器和器件的功能及特性；4.掌握光镊对微观粒子的操作功能和方法；5.明确光镊捕获力的测定方法；6.培养知识应用能力、综合实践能力。
背景
太阳光是地球活动的能量来源，具有能量特性，光还具有动量的特性。17世纪初，德国天文学家Kepler就提出了光压的概念来解释彗星尾巴背离太阳的现象。到了1901年，俄国物理学家Lebedev等人首次在实验上证明了光压的存在。但光的力学特性应用直到激光发明后才得到实质的发展。1970年，美国贝尔实验室的Ashkin等人首次在实验上利用相向传播的两束高斯光束捕获住了水中的二氧化硅微球，证明了激光对微粒的散射力。1986年，Ashkin等人利用高数值孔径聚焦的单束激光实现了对电介质微球的三维捕获，标志着光镊技术的诞生。
简要原理
光镊是以一种非机械接触的方式完成挟持和操纵微小粒子的。在以形成光镊的光为中心的一定区域内,粒子一旦落入这个区域内就有自动移向光束几何中心的趋势，简称光阱，粒子在光阱中受到的光对他的作用力，叫做光阱力。入射的高斯光束经过透镜,形成高度汇聚的激光微束作用在介质小球上,介质小球球心处于激光束焦点下方,如图2所示。
当流体与被光阱捕获的小球以一定的速度相对流动时，由于流体对小球产生粘滞力,使得小球偏离光阱的中心位置。当粘滞力与光阱力相等时，小球就停留在某一平衡位置。
应用
光镊对于捕获微小粒子、测量微小作用力及生产微小器件等都有非常重要的应用，如：大分子或单细胞的力学特性研究、DNA与蛋白质分子的相互作用（如图3（a））、胶体粒子之间的相互作用、晶体的结晶过程控制等。光镊技术在原子物理学领域也有广泛的应用，其代表就是利用激光来捕获和冷却原子（如图3（b））。
相关资料：
