中國科學院西安光學精密機械研究所瞬態光學與光子技術國家重點實驗室姚保利研究小組早在多年前就開展了光學微操縱技術的研究,已掌握了激光光鑷、飛秒激光光刀、顯微光譜儀等核心技術,研發出了具有自主知識產權的激光光鑷產品,并成功投放于市場。近期該研究小組又瞄準特殊光束及特殊微粒光學捕獲力計算的理論問題,進行了深入的研究,取得了一系列具有創新性的研究成果,先后在美國光學快報(Optics Letters)、美國物理評論A(Physical Review A)、美國光學學會會志B(J. Opt. Soc. Am. B)等國際一流學術刊物上發表相關論文5篇,得到了國外同行專家的認可和積極的評價。
光學捕獲(Optical trapping)又稱光鑷(Optical tweezers)是一種新型的光學微操作技術。它將一束光用高數值孔徑的物鏡聚焦成微米級的光斑形成梯度來實現對微小粒子的捕獲和移動。這項技術被廣泛應用于各種微觀領域的研究,如在生物和醫學領域,它已成為深入研究活體細胞和生物大分子個體行為,探索生命運動規律的重要手段。普通光鑷是用高斯光束對球形微小粒子的捕獲,其在理論和實驗上都已比較成熟。然而一些特殊的光場模式或非球形微粒的光學捕獲表現出一些特殊的現象和行為,成為近年來光學捕獲領域的一個新的研究熱點。
姚保利研究小組在光學捕獲理論研究方面取得的主要創新點如下:
1、提出了用CSPSW矢量勢來描述徑向極化的零階拉蓋爾-高斯光束,得到了具有簡單數學形式的徑向極化場各個分量,能精確滿足麥克斯韋方程組。應用Lax微擾級數法,提出了五次方修正的徑向極化拉蓋爾-高斯光束(R-TEMn1)的精確描述方法。研究論文發表在美國《物理評論A》和《光學快報》上。國外同行專家評價指出“這個論題對光學界很有興趣”,“他們給出了矢量勢一個簡潔明確的表達式,以此可以很容易地計算出場分布。他們將結果與五次方微擾展開方法得到的結果進行了比較,符合得非常好。
2、提出了一種改進的T矩陣方法,能計算任意橢球體在聚焦高斯光場中的橫向和軸向捕獲力,克服了普通的T矩陣方法只能計算軸對稱型粒子(如球體、圓柱、回旋橢球體等)的缺陷。提出了一種快速計算散射場的算法,比傳統算法節省一倍的時間。研究論文發表在《美國光學學會會志B》上,國外同行專家評價指出“與多數關于球形粒子的研究工作相比,關于非球形粒子的工作比較少,用精確電磁場方法研究的也很少,而關于非旋轉對稱粒子如三軸橢球粒子所受的光學捕獲力計算方面的研究則更為稀少。因此這篇文章對這方面的研究做出了很有價值的貢獻。
3、用嚴格的電磁場理論證明了徑向極化零階拉蓋爾-高斯光束只能改善大于一定尺寸粒子軸向捕捉效率。當粒子尺寸進入幾何光學范圍后,與國外同行用幾何光學模型得到的結論完全相同,同時還給出了幾何光學模型無法得到的一些結果,研究論文發表在《物理評論A》上。
近日,中國科學院深圳先進技術研究院公布一批高端科研儀器設備中標結果,涉及分析檢測、成像觀測、智能制備等多個領域。這批設備包括氣相色譜-質譜聯用儀、共聚焦顯微鏡、液相色譜-質譜聯用儀等,總中標金額近20......
中國科學院贛江創新研究院近日啟動一批重大科研儀器設備招標項目,總采購預算達2927.51萬元,投標截止時間為2025年12月19日。本次招標涵蓋9臺(套)儀器設備,包括:序號貨物名稱數量(臺/套)采購......
隨著2025年底臨近,中科院多家研究所密集發布儀器設備招標公告。據不完全統計,本次采購涉及7家科研機構,涵蓋高端顯微成像、光譜分析、材料制備等多個領域,總金額達2.1675億元。以下為正在招標的信息整......
近期,中國科學院2025年儀器設備部門集中采購項目陸續公布中標結果。這些中標儀器涉及射線式分析儀器類、質譜儀類和顯微鏡類,包括X射線光電子能譜儀、多硫同位素質譜儀、冷凍聚焦離子束-掃描電子顯微鏡、超高......
近日,中國科學院基礎醫學與腫瘤研究所(籌)(簡稱“中科院醫學所”)一批尖端科研設備成功中標,總中標金額達1302.27萬元。此次中標設備涵蓋超大視野熒光變倍顯微鏡、活細胞無標記全景超分辨顯微鏡、數字W......
十一年前,中科院量子信息重點實驗室主任郭光燦還只是名普通教授。當他帶著幾個研究生跑去申請國家自然科學基金委員會(下稱基金委)設立的“創新研究群體科學基金”時,差點被“斃掉”。“你們的方向很好,工作基礎......
2025年5月20日,中國檢驗檢測學會副會長生飛、測試裝備分會秘書長邢志教授一行赴中國科學院空間應用工程與技術中心(以下簡稱“中科院空間中心”)調研,雙方圍繞國產科學儀器評價體系的建設與應用展開深入座......
為便于供應商及時了解政府采購信息,根據《財政部關于開展政府采購意向公開工作的通知》(財庫〔2020〕10號)等有關規定,現將中國科學院昆明植物研究所2025年6月政府采購意向公開如下:序號采購項目名稱......
根據中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院最新公布的政府采購意向,該院計劃在2025年5-6月進行科研設備采購,預算總金額高達5123萬元。此次的采購計劃包括自動化組織塊冷凍切片貼片設備、自動化保活凍存系......
剛剛,萬千人翹首以盼的2025年中科院分區表終于發布!此次分區,一些老牌1區期刊掉到了2區。去年備受爭議且被“Onhold”的一區期刊:“ScienceofTheTotalEnvironment”已被......