实验系统配置

系统原理

激光经偏振片调整为线偏振光，后经过λ/4波片转化为圆偏振光，扩束后通过螺旋位相片并利用角向提取器提取角向偏振成分，至此光束变为均匀角向偏振光。通过两个夹角为π/4 的二分之一波片后，角向偏振光便转化为均匀的径向偏振光。系统通过将径向偏振矢量光束通过高数值孔径的显微物镜紧聚焦于镀有金膜的载玻片上激发表面等离激元(SPPs)，SPPs 向中间传播发生干涉形成尖锐的等离激元虚拟探针。物镜与玻璃基底中间通过折射率匹配油进行折射率匹配。最后通过白光光源照射实验芯片，经原物镜及透镜成像到 CCD 上实时监测。

研究现状

激光光镊技术是通过高度汇聚的激光束形成的三维势阱来捕获操控微小颗粒的，基于SPPs 的光镊技术具有捕获力强、光源要求低、捕获颗粒尺寸小、操控方式多等优点，在各个领域得到了广泛的研究和应用。目前SPPs的光镊技术分为两类：一类是传统的基于金属微纳结构的技术，但是这种结构一旦形成，激发的SPPs场分布特性就无法改变，难以实现动态操控，而且复杂的微纳金属结构制作难度金和成本高；另一类是基于全光调控的技术，利用入射光束整形选择性地在均匀金属/介质界面激发可重构的SPPs光场，并进一步通过变化入射光束的相位、振幅、偏振动态调控激发的SPPs光场。此方法无须制备复杂的纳米金属结构，简单经济，并且具有高效激发、动态调控、自重构等优点，拓展了SPPs光镊技术的灵活性和研究领域，有着广阔的应用前景。

潜在应用

（1）可以实现分子水平甚至原子水平的操控和检测，为物理化学、生命科学、临床医学等领域的研究提供了重要的研究工具；

（2）为基于微纳颗粒的微结构制作以及定点拉曼光谱增强等领域的应用提供了可能；

（3）可以实现金属表面纳米结构的搭建，在构建光电功能芯片与器件方面具有重要的应用；

（4）在捕获蛋白质和多糖等生物分子方面具有广阔的应用前景，为细胞内物质成分的拉曼检测与成像提供了可能。

应用案例

• 移动金属纳米颗粒
• 捕获DNA
• 实现对多个金颗粒排列的图案
• 颗粒的捕获及排列