美國科學家將光導入次波長大小的槽狀波導,克服了先前由於(yu) 衍射極限(diffraction limit)所造成的限製,成功補捉並運送直徑小至75 nm的粒子。這種光阱可望用來提升生物傳(chuan) 感器的準確度,甚至能發展出新型的實驗室芯片(lab-on-a-chip)檢測工具。
康乃爾大學的研究人員David Erickson表示,他們(men) 找到一個(ge) 能將光聚焦在很小區域內(nei) 的方法,讓光子沿著這個(ge) 特製的波導前進,效果就像納米光纖一樣。在波導中,當DNA或納米微粒溶液飄浮到光子流附近時,這些微粒子會(hui) 被光子流吸住,同時被光子推著前進。
波導是由兩(liang) 個(ge) 相距60 nm的平行矽棒所組成。研究人員將數個(ge) 寬60到120 nm的波導彼此平行緊密排列,再利用耦合光纖將波長為(wei) 1550 nm的激光導入各個(ge) 槽狀波導中,進入每個(ge) 波導的光功率小於(yu) 300 mW。由於(yu) 每個(ge) 波導通道的大小遠小於(yu) 光波長,消散場(evanescent field)會(hui) 越過波導邊緣延伸出去,消散場會(hui) 對DNA之類的微小粒子施加向下的作用力,將粒子拉進波導槽中,而光壓會(hui) 驅使被鉗製的微小粒子沿著凹槽移動。
康大的研究人員使用含DNA或納米微粒的水溶液進行實驗,並使溶液以每秒80 μm的流速在波導的微通道中前進。上述係統隻能鉗製住不到四分之一的粒子,但改用更窄的波導通道、降低流速並提高雷射功率,成功率便可提升。
Erickson表示,他們(men) 還需要深入了解個(ge) 中牽涉的物理,以便探索此技術的其它可能發展。他們(men) 的終極目標是結合近20年來針對通訊及其它應用發展的超快與(yu) 高效率光學組件,用來操控各種不同納米係統中的物質的。相關(guan) 論文發表在《自然》(Nature)雜誌上
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