
【化】 light trap
light; ray; honour; merely; naked; scenery; smooth
【化】 light
【医】 light; phot-; photo-
trap
光阱(Optical Tweezers)是近代物理学中的重要实验工具,其汉英对照定义可表述为“利用高度聚焦的激光束形成三维势阱,实现对微观粒子的捕获与操控”。该术语在《英汉物理学大词典》中被明确标注为"optical trap"或"optical tweezers",其核心原理基于光与物质相互作用时产生的梯度力和散射力平衡。
从技术特征分析,光阱系统需满足两个基本条件:①激光束必须通过高数值孔径物镜聚焦形成亚微米级光斑;②目标微粒的折射率需高于周围介质。根据中国科学院物理研究所的实验报告,典型光阱的捕获力范围在0.1-100皮牛之间,适用于生物细胞、纳米颗粒等微观对象的非接触式操控。
在应用领域方面,光阱技术已延伸至多个学科交叉方向:
该技术的理论奠基可追溯至1970年Arthur Ashkin在贝尔实验室的突破性研究,其2018年诺贝尔物理学奖获奖成果中特别强调了光阱在精密测量领域的革命性贡献。当前光阱系统已发展出全息光镊、光纤光镊等衍生形态,在《光学学报》最新综述中可见其空间分辨率已达亚纳米级。
光阱是一种通过光场或光与其他物理场(如磁场)结合形成的势阱装置,主要用于捕获和操控微观粒子(如原子、微粒)或消除杂散光。以下是其核心要点:
光阱通过汇聚光场或吸收结构形成一个低势能区域,使进入其中的光或微粒无法逃逸。其原理可分为两类:
从早期单光束光阱到多光束(如双光束、四光束)设计,光阱技术逐步解决了轴向刚度低、易逃逸等问题。结合微纳加工和偏振调控,其在微流控、量子计算等领域的应用前景广阔。
如需更深入的技术细节或公式推导,可参考光镊、磁光阱相关文献或专利。
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