Costruzione di un microscopio ad alta risoluzione con convenzionali e Holographic Capabilities intrappolamento ottico

Sommario

Il sistema qui descritto impiega una trappola ottica tradizionale e una linea intrappolamento ottico olografico indipendente, capace di creare e manipolazione di più trappole. Questo consente la creazione di complessi arrangiamenti geometrici di particelle di rifrazione e che permetta ad alta velocità misurazioni simultanee, ad alta risoluzione della attività degli enzimi biologici.

Abstract

Sistemi microscopio ad alta risoluzione con trappole ottiche consentono di intervenire precisa di vari oggetti rifrazione, come dielettrici perline ^uno o organelli cellulari ^2,3, nonché per lettura ad alta risoluzione spaziale e temporale della loro posizione rispetto al centro della trappola. Il sistema qui descritto presenta uno di tali "tradizionale" trappola operante a 980 nm. Esso fornisce inoltre un secondo sistema intrappolamento ottico che utilizza un pacchetto olografico disponibile in commercio per creare e manipolare simultaneamente schemi di cattura complessi nel campo visivo del microscopio ^{a 4,5} ad una lunghezza d'onda di 1064 nm. La combinazione dei due sistemi permette la manipolazione di oggetti multipli refrattivi allo stesso tempo mentre condurre simultaneamente misure ad alta risoluzione di moto e di produzione di forza a scala nanometrica e piconewton alta velocità e.

Introduzione

Intrappolamento ottico è una delle tecniche chiave in biofisica ^6. Un avanzamento cruciale intrappolamento ottico è stato lo sviluppo di trappole olografici che consentono la creazione di modelli di intrappolamento tridimensionali anziché trappole point convenzionali ^7. Queste trappole olografiche possiedono il vantaggio di versatilità nel posizionamento di oggetti rifrazione. Tuttavia trappole convenzionali possono essere facilmente allineate per essere più simmetrica rispetto commercialmente disponibili kit olografiche. Permettono anche per un veloce monitoraggio preciso degli oggetti intrappolati. Qui si descrive un sistema (Figura 1)....

Protocollo

1. Installazione di 980 nm Lunghezza d'onda singola trappola ottica

1. Intrappolamento ottico a 980 nm di lunghezza d'onda è spesso ottimale sono facilmente disponibili con potenza di uscita alto come 300 mW esperimenti di biofisica e diodi laser poco costoso. È preferibile per un laser a diodi ad essere Pigtailed con polarizzazione-preserving fibra monomodale con un diametro del campo modalità noto. La fibra deve essere sufficientemente lungo per agire come filtro modalità e tipicamente è terminato sia con FC / PC o connettore FC / APC. Di questi, FC / APC è preferibile per minimizzare riflessione posteriore di instabilità di feedback chiari e potenz....

Risultati

La configurazione assemblata permette all'operatore di intrappolare più oggetti rifrazione in tempo reale e posizionarli in tre dimensioni all'interno del campo di vista. Illustriamo le capacità olografiche dello strumento intrappolando 11 microsfere (Figura 2). La trappola confinare ogni oggetto è ricreare manualmente posizionato su di intrappolare in modo che la disposizione finale raffigura il logo della University of Utah, dove è stato eseguito questo esperimento. Una funzione combinata di t.......

Discussione

Abbiamo costruito uno strumento che combina due trappole ottiche di tipo diverso (Figura 1) per fornire strutture trapping separate per manipolazione di oggetti e misura. La trappola ottica "convenzionale" è costruito intorno a un laser a diodo 980 nm. Questo fascio viene espanso, guidato e poi iniettato nel nostro microscopio invertito ("luce rossa" trave in Figura 1). La trappola ottica olografica è costruito intorno a un nm DPSS laser a 1.064. Il fascio viene espa.......

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Tavolo ottico	Newport corporation	ST-UT2-56-8	Irvine, CA
Microscopio, invertito, Eclipse Ti	Nikon USA	MEA53220	Melville, NY
Obiettivo ad olio Plan apo 100X (1.4 NA)	Nikon USA	MRD01901	Melville, NY
Condensatore ad olio Lente 1.4 NA	Nikon USA	MEL41410	Melville, NY
Fotocamera EMCCD	Tecnologia Andor USA	Ixon DU897	South Windsor, CT
1/3" CCD IEEE1394 fotocamera	NET USA Inc	Foculus FO124SC	Highland IN
Laser, TEM00, SLM, lunghezza d'onda 1.064 nm	Klastech Laser Technologies	Senza-1064-1000	Dortmund;
Germania diodo laser, TEM00, SLM, 980 nm	Axcel Photonics	BF-979-0300-P5A	Marlborough,
MA montaggio diodo laser	ILX Lightwave	LDX-3545, LDT-5525 e LDM-4984	Bozeman,
MT porte in fibra regolabili	Thorlabs	PAF-X-11-B	Newton, NJ
sistema olografico	Arryx	HOTKIT-ADV-1064	Chicago, IL
olografico specchio	Boulder Sistemi non lineari	questa è una parte di HOTKIT-ADV-1064	Lafayette, CO
Calcite polarizzatore	Thorlabs	GL10-B	Newton, NJ
piastra a semionda	Thorlabs	WPH05M-1064	Newton,
NJ Polarizzatore di rotazione supporto	Thorlabs	PRM1	Newton, NJ
semionda piastra di rotazione	Thorlabs	RSP1	Newton, NJ
Otturatore	Thorlabs	SH05	Newton, specchi
dicroici NJ (DM2 & DM3); 45 gradi AOI	Chroma Technology	t750spxrxt	Bellows Falls,
specchio dicroico VT (DM1); 45 gradi AOI	Thorlabs	DMSP1000R	Newton, NJ
adattatore meccanico personalizzato	Thorlabs	SM1A11 e AD12F con foro interno allargato	Newton, filtro notch NJ
	Semrock	FF01-850/310-25	Rochester, NY
Deflettore acusto-ottico (2 assi)	intraAction	DTD-584CA28	Bellwood,
IL stadio goniometrico	New Focus	9081	Santa Clara, CA
Lenti di sterzo da 60 mm	Thorlabs	LA1134-B	Newton, NJ
Lente ad espansione asferica da 16 mm	Thorlabs	AC080-016-C	Newton, NJ
Lente ad espansione da 175 mm	Thorlabs	LA1229-C	Newton, NJ
Spot blocker (sfera in acciaio cabron)	Bal-Tec	0,0100" di diametro	Los Angeles, CA
Microsfere ( Carbossil-polistirene)	Spherotech	CP-45-10	Lake Forest, IL