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微PANDA环形谐振器中回音壁模式有效势的研究
摘要： 本研究探讨并展示了微PANDA环谐振器为原子-电场耦合二能级系统产生的回音壁模式有效势。该捕获势的深度与电场强度及偶极极化跃迁的阻尼率成正比。通过利用交流斯塔克效应下的偶极势建立了试探性谐波势阱。报告了热噪声影响下各回音壁模式捕获波长对应的最优强度与寿命。
关键词： 光学镊子，捕获势，原子量子比特
更新于2025-09-23 15:23:52
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单头胞质动力蛋白的步长与速率常数：光学镊子测量研究
摘要： 动力冲程被认为是二聚体动力蛋白步进运动的原因。然而，动力冲程驱动的实际位移大小尚未被直接测量。本研究通过光镊技术测量了单头胞质动力蛋白的位移。在100微摩尔ATP条件下，与微管结合的动力蛋白平均位移约为8纳米，且随ATP浓度降低呈S型递减。该平均位移的ATP依赖性可通过以下模型解释：部分动力蛋白分子以预冲程构象结合微管并产生8纳米位移，而另一些以冲程后构象结合后不产生动力冲程即解离。生化实验显示，冲程后动力蛋白与微管的结合亲和力比预冲程状态高约5倍，解离速率低约4倍。综合这些速率参数，我们得出动力冲程驱动的位移为8.3纳米?；诖?，提出了由8纳米动力冲程驱动的二聚体动力蛋白工作模型。
关键词： 动力冲程、光学镊子、三磷酸腺苷、微管、动力蛋白
更新于2025-09-23 15:21:21
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轴子传感器
摘要： 光学镊子是操控和分选单个纳米粒子的常用工具。加拿大西蒙弗雷泽大学的阿维纳什·库马尔与约翰·贝克霍弗最新研究表明：配备合适反馈方案的光学镊子能产生更复杂的力?。ㄈ绲?双势阱谐波势），从而控制粒子动力学。实验采用532纳米偏振激光进行捕获与检测，通过半波片将检测光束偏振方向旋转90度，使偏振分束器能分离检测光束与捕获激光产生的背向散射光。四象限光电二极管用于监测粒子涨落与动态，两个反馈回路持续调节声光偏转器以补偿总强度波动。根据位置测量的玻尔兹曼分布重建出双势阱势场形貌，其势阱间距为10.6纳米——远低于衍射极限（约220纳米）。这种能在蛋白质尺寸量级构建并调控能量景观的能力，为生物物理应用开辟了新可能。
关键词： 生物物理应用、纳米粒子、光学镊子、力场
更新于2025-09-23 15:21:21
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利用复合微球中的定向散射优化光学镊子技术
摘要： 我们证明，实现零后向散射（ZBS，即第一类Kerker条件）可使高折射率微球实现光学捕获——这类微球无法通过常规技术进行束缚。为此，我们提出基于复合超材料的替代性材料平台。通过调节包体体积填充率和微球半径，在满足ZBS条件与微球位于焦点时内外界面反射场相消干涉条件的共同作用下，即可实现稳定捕获。运用Mie-Debye-球差理论我们还发现：在因载玻片与水样界面折射而必然存在球差的常规光学镊子装置中，ZBS条件更具实用价值。这些发现不仅为新型捕获设计与应用开辟了道路，更揭示了后向散射在光学镊子物理机制中的关键作用。
关键词： 克尔克条件、光学镊子、米氏-德拜-球差理论、定向散射、复合微球
更新于2025-09-23 15:21:01
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用于超冷原子的三维可操控光学镊子系统
摘要： 我们展示了一种基于两对声光偏转器的三维可控光学镊子系统。用于操控光学镊子的射频信号由直接数字合成技术产生，并通过快速频率切换可生成多个时间平均的交叉光束偶极阱。我们在水平和垂直平面均制备出超冷原子云阵列，以此验证该光学镊子系统的三维特性。
关键词： 超冷原子、直接数字合成、光学镊子、声光偏转器、交叉光束偶极阱
更新于2025-09-23 15:21:01
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光镊：一股不可忽视的力量
摘要： 2018年诺贝尔物理学奖联合授予阿瑟·阿什金，以表彰他发现并发展了光镊及其在生物系统中的应用；同时授予热拉尔·穆鲁和唐娜·斯特里克兰，以表彰他们发明激光啁啾脉冲放大技术。本文聚焦阿瑟·阿什金，探讨其革命性工作如何为分子力学世界打开窗口，并推动单分子生物物理学的兴起。
关键词： 阿瑟·阿什金、光学镊子、单分子生物物理学、诺贝尔奖、物理学
更新于2025-09-23 15:21:01
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利用光学镊子实现纳米级虚拟势场
摘要： 我们将光学镊子与反馈系统相结合，对胶体粒子施加任意势场。该反馈阱通过检测粒子位置，根据设定的"虚拟势场"计算作用力，并移动阱中心以产生所需力场。我们构建了虚拟谐振势与双势阱来操控粒子，其中谐振势的强度可设定为弱于或强于基础光学阱。利用这一特性，我们实现了三维各向同性阱的构建。最终证明能够创建具有固定阱间距、可调势垒高度的虚拟双势阱。这些操作均在11纳米的尺度上实现——这是采用时分复用、双光束或空间光调制器等标准光学镊子技术难以甚至无法完成的成就。
关键词： 光学镊子、胶体颗粒、虚拟势场、纳米尺度、反馈陷阱
更新于2025-09-23 15:21:01
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利用超强双频激光镊子实现离子加速
摘要： 超强激光可产生并操控等离子体，从而在局部区域生成极高的静电场和电磁场。本研究提出一种超强光学镊子概念：让两束不同频率的反向传播圆偏振强激光在纳米箔片上对撞。激光在箔片内部发生干涉后产生拍频波，该波能以光学可控速度捕获并移动作为薄层的等离子体电子。电子位移会形成具有极强静电场的等离子体微电容器，从而高效地从多组分靶材（如碳氢化合物箔片中的质子）产生窄能散离子束。通过多维粒子模拟方法，我们从理论和数值模拟两方面对该离子加速器概念进行了研究验证。
关键词： 光学镊子、粒子模拟方法、等离子体、离子加速、超强激光
更新于2025-09-23 15:19:57
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激光强度波动对1064纳米显微光学镊子中单铯原子捕获寿命的影响
摘要： 由红失谐1064纳米激光器强聚焦的单空间模式高斯光束构成的光学镊子，可将单个铯（Cs）原子约束在光强最强点。该技术可用于单量子比特的相干操控及单光子源制备。由于背景原子的干扰、光学镊子的参量加热效应以及原子的残余热运动，原子在光学镊子中的俘获寿命极短。本文分析了背景气压、光学镊子阱频率及激光强度波动对原子俘获寿命的影响。结合基于声光调制器（AOM）的外反馈回路，将1064纳米激光在时域的强度波动从±3.360%抑制至±0.064%，频域抑制带宽达到约33千赫兹，使显微光学镊子中单个铯原子的俘获寿命从4.04秒延长至6.34秒。
关键词： 光学镊子、激光强度波动抑制、参量加热、原子俘获寿命
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过原位光聚合制备等离子体纳米粒子的永久性光学物质
摘要： 激光诱导胶体金属纳米粒子的自组织在构建人工光子结构方面具有巨大潜力，然而这些自组织的纳米粒子（即光学物质）在没有光场时会立即解体。我们在此报道一种原位构建永久介观尺度结构的方法，该方法利用光学束缚的纳米粒子。金属纳米粒子被光学镊子捕获并自组织成各种光学物质结构，这些结构在额外紫外光照射下通过光固化水凝胶选择性固定。制造等离子体纳米粒子的永久光学物质将有助于光子材料和器件的自下而上组装。
关键词： 光聚合、等离子体纳米粒子、光学镊子、自组织、光学物质
更新于2025-09-19 17:13:59