Name: Fabbricazione e funzionamento di un nano-ottica Nastro trasportatore (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-08-26T15:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 10 s
Description: Impara a progettare e fabbricare un nastro trasportatore nano-ottico per manipolare particelle dielettriche submicroniche. Questa tecnica plasmonica supera i limiti delle pinze ottiche convenzionali.

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Gli autori desiderano ringraziare il Professor Yuzuru Takashima dell'Università dell'Arizona per le discussioni sull'imaging ottico, il Sig. Karl Urbanek per l'assistenza con laser ad alta potenza e Max Yuen per le discussioni sul moto browniano. Gli autori ringraziano ulteriormente il professor Kenneth Crozier dell'Università di Harvard per le utili discussioni sugli esperimenti di intrappolamento ottico. Il finanziamento è stato fornito in parte dalla National Science Foundation degli Stati Uniti (premio numero 1028372).

<ol><li>Ashkin, A., Dziedzic, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+Trapping+and+Manipulation+Of+Viruses+and+Bacteria%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Optical Trapping and Manipulation Of Viruses and Bacteria.</a> Science. 235 (4795), 1517-1520 (1987).</li>
<li>Svoboda, K., Block, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biological+Applications+of+Optical+Forces%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Biophys.+Biomol.+Struct%22%5BJournal%5D)">Biological Applications of Optical Forces.</a> Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 23 (1), 247-285 (1994).</li>
<li>Neuman, K., Block, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+Trapping%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Sci.+Instrum%22%5BJournal%5D)">Optical Trapping.</a> Rev. Sci. Instrum. 75 (9), 2787-2809 (2004).</li>
<li>Fazal, F. M., Block, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+Tweezers+Study+Life+Under+Tension%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Photonics%22%5BJournal%5D)">Optical Tweezers Study Life Under Tension.</a> Nat. Photonics. 5 (6), 318-321 (2011).</li>
<li>Bockelmann, U., Thomen, P., Essevaz-Roulet, B., Viasnoff, V., Heslot, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unzipping+DNA+with+Optical+Tweezers%3A+High+Sequence+Sensitivity+and+Force+Flips%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys.+J%22%5BJournal%5D)">Unzipping DNA with Optical Tweezers: High Sequence Sensitivity and Force Flips.</a> Biophys. J. 82 (3), 1537-1553 (2002).</li>
<li>Pang, Y., Gordon, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+Trapping+of+Single+Protein%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Optical Trapping of Single Protein.</a> Nano Lett. 12 (1), 402-406 (2012).</li>
<li>Dholakia, K., Čizm̌aŕ, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shaping+the+Future+of+Manipulation%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Photonics%22%5BJournal%5D)">Shaping the Future of Manipulation.</a> Nat. Photonics. 5 (6), 335-342 (2011).</li>
<li>Grier, D. G., Roichman, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Holographic+Optical+Trapping%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Opt%22%5BJournal%5D)">Holographic Optical Trapping.</a> Appl. Opt. 45 (5), 880-887 (2006).</li>
<li>Korda, P. T., Taylor, M. B., Grier, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kinetically+Locked-in+Colloidal+Transport+in+an+Array+of+Optical+Tweezers%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Kinetically Locked-in Colloidal Transport in an Array of Optical Tweezers.</a> Phys. Rev. Lett. 89 (12), 128301(2002).</li>
<li>Pelton, M., Ladavac, K., Grier, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transport+and+Fractionation+in+Periodic+Potential-energy+Landscapes%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+E%22%5BJournal%5D)">Transport and Fractionation in Periodic Potential-energy Landscapes.</a> Phys. Rev. E. 70 (3), 031108(2004).</li>
<li>Eriksson, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Microfluidic+System+in+Combination+with+Optical+Tweezers+for+Analyzing+Rapid+and+Reversible+Cytological+Alterations+in+Single+Cells+upon+Environmental+Changes%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">A Microfluidic System in Combination with Optical Tweezers for Analyzing Rapid and Reversible Cytological Alterations in Single Cells upon Environmental Changes.</a> Lab Chip. 7 (1), 71-76 (2007).</li>
<li>Applegate, R. W., Squier, J., Vestad, T., Oakey, J., Marr, D. W. M. Optical Trapping, Manipulation, and Sorting of Cells and Colloids in Microfluidic Systems with Diode Laser. 12 (19), 4390-4398 (2004).</li>
<li>MacDonald, G. C., Spalding, G. C., Dholakia, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+Sorting+in+an+Optical+Lattice%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Microfluidic Sorting in an Optical Lattice.</a> Nature. 426 (6965), 421-424 (2003).</li>
<li>Neale, S. L., MacDonald, M. P., Dholakia, K., Krauss, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((All-optical+Control+of+Microfluidic+Components+using+Form%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">All-optical Control of Microfluidic Components using Form.</a> Nat. Mater. 4 (7), 530-533 (2005).</li>
<li>Juan, M. L., Righini, M., Quidant, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmon+Nano-optical+Tweezers.+%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Photonics%22%5BJournal%5D)">Plasmon Nano-optical Tweezers. </a> Nat. Photonics. 5 (6), 349-356 (2011).</li>
<li>Kwak, E. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+Trapping+with+Integrated+Near-Field+Apertures%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+B%22%5BJournal%5D)">Optical Trapping with Integrated Near-Field Apertures.</a> J. Phys. Chem. B. 108 (36), 13607-13612 (2004).</li>
<li>Righini, M., Zelenina, A. S., Girard, C., Quidant, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Parallel+and+Selective+Trapping+in+a+Patterned+Plasmonic+Landscape%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Phys%22%5BJournal%5D)">Parallel and Selective Trapping in a Patterned Plasmonic Landscape.</a> Nat. Phys. 3 (7), 477-480 (2007).</li>
<li>Zhang, W., Huang, L., Santschi, C., Martin, O. J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Trapping+and+Sensing+10+nm+Metal+Nanoparticles+using+Plasmonic+Dipole+Antennas%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Trapping and Sensing 10 nm Metal Nanoparticles using Plasmonic Dipole Antennas.</a> Nano Lett. 10 (3), 1006-1011 (2010).</li>
<li>Wang, K., Schonbrun, E., Steinvurzel, P., Crozier, K. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Trapping+and+Rotating+Nanoparticles+using+a+Plasmonic+Nano-tweezer+with+an+Integrated+Heat+Sink%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Commun%22%5BJournal%5D)">Trapping and Rotating Nanoparticles using a Plasmonic Nano-tweezer with an Integrated Heat Sink.</a> Nat. Commun. 2, 469(2011).</li>
<li>Shi, X., Hesselink, L., Thornton, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrahigh+Light+Trans-+mission+through+a+C-shaped+Nanoaperture%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Ultrahigh Light Trans- mission through a C-shaped Nanoaperture.</a> Opt. Lett. 28 (15), 1320-1322 (2003).</li>
<li>Chen, K., Lee, A., Hung, C., Huang, J., Yang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transport+and+Trapping+in+Two-Dimensional+Nanoscale+Plasmonic+Optical+Lattice%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Transport and Trapping in Two-Dimensional Nanoscale Plasmonic Optical Lattice.</a> Nano Lett. 13, 4118-4122 (2013).</li>
<li>Cuche, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sorting+Nanoparticles+with+Intertwined+Plasmonic+and+Thermo-Hydrodynamical+Forces%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Sorting Nanoparticles with Intertwined Plasmonic and Thermo-Hydrodynamical Forces.</a> Nano Lett. 13, 4230-4235 (2013).</li>
<li>Hansen, P., Zheng, Y., Ryan, J., Hesselink, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nano-Optical+Conveyor+Belt%2C+Part+I%3A+Theory%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Nano-Optical Conveyor Belt, Part I: Theory.</a> Nano Lett. 14, 2965-2970 (2014).</li>
<li>Zheng, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nano-Optical+Conveyor+Belt%2C+Part+II%3A+Demonstration+of+Handoff+Between+Near-Field+Optical+Traps%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Nano-Optical Conveyor Belt, Part II: Demonstration of Handoff Between Near-Field Optical Traps.</a> Nano Lett. 14, 2971-2976 (2014).</li>
<li>Vogel, N., Zieleniecki, J., Koper, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((As+flat+as+it+gets%3A+Ultrasmooth+Surfaces+from+Template-stripping+Procedures%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">As flat as it gets: Ultrasmooth Surfaces from Template-stripping Procedures.</a> Nanoscale. 4 (13), 3820-3832 (2012).</li>
<li>Zhu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrafine+and+Smooth+Full+Metal+Nanostructures+for+Plasmonics%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Ultrafine and Smooth Full Metal Nanostructures for Plasmonics.</a> Adv. Mater. 22 (39), 4345-4349 (2010).</li>
<li>Kaleli, B., et al. Electron Beam Lithography of HSQ and PMMA Resists and Importance of their Properties to Link the Nano World to the Micro World. STW.ICT Conf, , 105-108 (2010).</li>
</ol>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Il NOCB combina le potenti forze di cattura e le piccole dimensioni trappola di approcci plasmoniche con la capacità di trasportare particelle, lungo disponibile solo per le tecniche convenzionali mirato a fascio. Unico al NOCB, le proprietà di cattura e di trasporto del sistema sono il risultato di patterning superficiale e non di modellare il fascio di illuminazione. Fornito l&#39;illuminazione è abbastanza luminoso e la sua polarizzazione o lunghezza d&#39;onda può essere modulata, particelle può essere tenuto o spos...

La cattura, l&#39;interrogatorio e la manipolazione di singole nanoparticelle sono di crescente importanza nel campo delle nanotecnologie. Pinzette ottiche sono diventati una tecnica di manipolazione particolarmente efficace per esperimenti di biologia molecolare 1-4, 5-7 e chimica nano-assemblaggio 7-10, dove sono abilitati esperimenti innovativi come la misura delle proprietà meccaniche di singole molecole di DNA 4 e l&#39;ordinamento delle cellule dalle loro proprietà ottiche 11,12. Scoperte su queste frontiere si aprono lo studio di sistemi ancora più piccoli, e fanno strada alla progettazione di nuovi prodotti e tecniche praticamente benefiche. A sua volta, questa tendenza spinge la necessità di nuove tecniche per manipolare piccole particelle, più rudimentali. Inoltre, vi è una spinta per costruire dispositivi &#39;lab-on-a-chip &quot;per eseguire queste funzioni più a buon mercato e in un pacchetto più piccolo per portare test chimici e biologici dallaboratorio e nel campo medico e per altri scopi 13,14. Purtroppo, intrappolamento ottico convenzionale (COT) non può soddisfare tutte le richieste crescenti di nanotecnologia. COT opera sul meccanismo di utilizzare un elevato apertura numerica (NA) lente obiettivo per portare la luce laser per un fuoco stretto, creando un picco localizzato in intensità ottica e alti gradienti di energia campo elettromagnetico. Questi gradienti di densità di energia esercitano una forza netta sul particelle di luce-dispersione che generalmente li attira verso il centro del fuoco. Intrappolando le particelle più piccole richiede potenza ottica superiore o una maggiore attenzione. Tuttavia, fasci di luce concentrato obbediscono al principio della diffrazione, che limita la dimensione minima della macchia focale e pone un limite superiore al gradiente di densità di energia. Questo ha due conseguenze immediate: COT non può trattenere piccoli oggetti in modo efficiente, e COT ha difficoltà a discriminare tra particelle ravvicinati, risoluzione di catturalimitazione nota come problema le &quot;dita grasse. Inoltre, l&#39;implementazione multipla cattura particella con COT richiede sistemi di ottica fascio sterzanti o modulatori di luce spaziali, componenti che aumentano drasticamente il costo e la complessità di un sistema di intrappolamento ottico. Un modo per aggirare le limitazioni fondamentali convenzionali fasci focalizzati di luce, detto propagare nel campo lontano, è quello di sfruttare invece i gradienti di energia elettromagnetica ottica nel campo vicino. Il campo vicino decade esponenzialmente lontano da fonti di campi elettromagnetici, il che significa che non solo è altamente localizzata a queste fonti, ma espone anche molto elevati gradienti nella sua densità di energia. I vicini campi di risonatori nano-metallici, quali aperture bowtie, pilastri nano, e incisioni a forma di C, hanno dimostrato di esporre straordinarie concentrazioni di energia elettromagnetica, ulteriormente rafforzata dall&#39;azione plasmonica di oro e argento a quasi infrle lunghezze d&#39;onda ARED e ottici. Questi risonatori sono stati utilizzati per intrappolare particelle estremamente piccole ad alta efficienza e la risoluzione 15-22. Sebbene questa tecnica si è dimostrata efficace in grado di intrappolare piccole particelle, ma ha anche dimostrato di essere limitato nella sua capacità di trasportare particelle range sensibile, che è necessaria se i sistemi in campo vicino sono di interfacciarsi con sistemi di campo lontano o microfluidica. Recentemente, il nostro gruppo ha proposto una soluzione a questo problema. Quando risonatori sono posizionati molto vicini tra loro, una particella può in linea di principio migrare da un campo vicino trappola ottica all&#39;altro senza essere rilasciato dalla superficie. La direzione di trasporto può essere determinato se trappole adiacenti possono essere accesi e spenti separatamente. Un array lineare di tre o più risonatori indirizzabili, in cui ciascun risonatore è sensibile ad una polarizzazione o lunghezza d&#39;onda di luce differente da quella dei suoi vicini, funziona come un nastro trasportatore ottica, trasportando nanopartiCicli su una distanza di alcuni micron su un chip. Il cosiddetto &#39;Nano-ottica Nastro trasportatore&#39; (NOCB) è unico tra i regimi risonatore di cattura plasmoniche, in quanto non solo può contenere particelle in luogo, ma può anche spostarli ad alta velocità lungo le piste fantasia, raccogliere o disperdere le particelle, mescolare e coda, e persino dalle proprietà ordinarli come la mobilità 23. Tutte queste funzioni sono controllate modulando la polarizzazione o lunghezza d&#39;onda di illuminazione, senza necessità per l&#39;ottica del fascio sterzanti. Come trappola ottica in campo vicino, il NOCB intrappolando risoluzione è superiore a quella dei tradizionali focalizzato travi trappole ottiche, in modo che possa distinguere tra particelle in prossimità; perché utilizza una nanostruttura metallica per concentrare la luce in una cattura bene, è a basso consumo, e non richiede componenti ottici costosi come obiettivo elevata NA. Inoltre, molti NOCBs possono funzionare in parallelo, ad alta den imballaggiosity, sullo stesso substrato, e 1 W di potenza può guidare più di 1200 aperture 23. Abbiamo recentemente dimostrato la prima NOCB polarizzazione-driven, senza intoppi spingendo una nanoparticella avanti e indietro lungo un 4,5 micron pista 24. In questo articolo vi presentiamo le misure necessarie per progettare e fabbricare il dispositivo, otticamente attivarlo e riproduciamo l&#39;esperimento di trasporto. Speriamo che rendendo questa tecnica più ampiamente disponibile contribuirà a colmare il divario tra le dimensioni ottica microfluidica, in campo lontano, e dispositivi in ​​nanoscala e sperimentazioni.

<table><tbody><tr><td>HSQ e-beam resist</td><td>Dow Corning</td><td>XR-1541-006</td><td></td></tr><tr><td>PMMA</td><td>MicroChem</td><td>950A2 M230002</td><td></td></tr><tr><td>Adesivo ottico a polimerizzazione rapida</td><td>Norland Adesivo ottico NOA</td><td>81</td><td></td></tr><tr><td>Microsfere carbossiliche fluorescenti</td><td>Bangs Laboratories</td><td>FC02F, FC03F</td><td></td></tr><tr><td>Microsfere fluorescenti modificate con carbossilato</td><td>Sonde molecolari</td><td>F-8888</td><td></td></tr><tr><td>Vetrino al quarzo</td><td>SPI Forniture</td><td>1020-AB</td><td></td></tr><tr><td>Microscopio fluorescente invertito</td><td>Nikon</td><td>ECLIPSE TE2000-U</td><td></td></tr><tr><td>Nd:YAG laser</td><td>Lightwave Electronics</td><td>221-HD-V04</td><td></td></tr><tr><td>fotocamera sCMOS</td><td>PCO</td><td>EDGE55</td><td></td></tr><tr><td>telecamera CCD</td><td>Watec</td><td>WAT-120N</td><td></td></tr><tr><td>Piastra a semionda di ordine zero</td><td>Thorlabs</td><td>WPH05M-1064</td><td></td></tr><tr><td>Triton X-100</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>T8787</td><td></td></tr><tr><td>Acqua distillata</td><td>Invitrogen</td><td>10977-023</td><td></td></tr><tr><td>Si Wafer</td><td>Silicon Quest International</td><td>708069</td><td></td></tr><tr><td>Lenti ottiche</td><td>Thorlabs</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

fabbricazione e funzionamento di un nano-ottica nastro trasportatore

Fabrication and Operation of a Nano-Optical Conveyor Belt

La tecnica di utilizzare raggi laser mirati per intrappolare e esercitare forze in piccole particelle ha permesso a molte scoperte cardine nelle scienze biologiche e fisiche nanoscala nel corso degli ultimi decenni. I progressi compiuti in questo campo invita ulteriore studio di sistemi ancora più piccoli e ad una scala più ampia, con strumenti che potrebbero essere distribuiti più facilmente e reso più ampiamente disponibile. Purtroppo, le leggi fondamentali della diffrazione limitano la dimensione minima del punto focale di un fascio laser, il che rende le particelle più piccole di una mezza lunghezza d&#39;onda di diametro difficile da intrappolare e generalmente impedisce all&#39;operatore di discriminare tra le particelle che sono più vicini della metà -wavelength. Ciò preclude la manipolazione ottica di molte nanoparticelle ravvicinati e limita la risoluzione di sistemi ottici-meccanici. Inoltre, la manipolazione mediante fasci focalizzati richiede ottica beam-forming e di sterzo, che possono essere molto ingombranti e costosi. Indirizzarequeste limitazioni nella scalabilità del sistema di intrappolamento ottico convenzionale nostro laboratorio ha messo a punto una tecnica alternativa che utilizza l&#39;ottica di campo vicino per spostare particelle attraverso un chip. Invece di concentrarsi raggi laser nel campo lontano, il vicino campo ottico di risonatori plasmoniche produce la necessaria valorizzazione locale intensità ottica per superare le restrizioni di diffrazione e manipolare particelle a più alta risoluzione. Risonatori ravvicinate producono forti trappole ottiche che possono essere indirizzati a mediare l&#39;hand-off di particelle da una all&#39;altra in un modo nastro trasportatore-like. Qui, descriviamo come progettare e produrre un nastro trasportatore con una superficie d&#39;oro fantasia con plasmoniche risonatori a forma di C e come farlo funzionare con luce laser polarizzata per ottenere super-risoluzione manipolazione delle nanoparticelle e dei trasporti. Il convogliatore trucioli cinghia nano-ottica può essere prodotto con tecniche di litografia e facilmente confezionato e distribuito.

La figura 7 è una foto del dispositivo finale. Al centro della superficie d&#39;oro 1 cm x 1 cm è la matrice di CSE e trasportatori modelli che possono essere poco visibili guardando un angolo vista. Figura 6 è una immagine al microscopio elettronico a scansione di una sequenza di esempio CSE sul dispositivo finale. Il movimento delle particelle di 390 nm in polistirolo viaggia attraverso un nastro trasportatore nano-ottica 5 micron di lunghezza è</s...

La scalabilità e la risoluzione delle tecniche convenzionali di manipolazione ottica sono limitate dalla diffrazione. Eludiamo il limite di diffrazione e descriviamo un metodo per trasportare otticamente nanoparticelle attraverso un chip utilizzando una superficie d'oro modellata con un percorso di risonatori plasmonici a forma di C ravvicinati.

Fabbricazione e funzionamento di un nano-ottica Nastro trasportatore

The technique of using focused laser beams to trap and exert forces on small particles has enabled many pivotal discoveries in the nanoscale biological ...

L'obiettivo generale del seguente esperimento è trasportare particelle dielettriche submicroniche sfruttando il campo ottico vicino di un array lineare di risonatori plasmonici indirizzabili, noto anche come nastro trasportatore nano-ottico. Ciò si ottiene innanzitutto progettando il nastro trasportatore mediante software, per garantire un trasporto efficace lungo il percorso desiderato. Come secondo passaggio, si procede alla fabbricazione del nastro trasportatore mediante un processo di litografia a fascio di elettroni e una tecnica di distacco da stampo.Successivamente, intrappolare un campione all'estremità del nastro trasportatore utilizzando un laser e ruotare una piastra a mezzo onda nel percorso del fascio per indurre il trasporto della particella. I risultati mostrano un trasporto lineare lungo la larghezza del fascio laser basato sulla rotazione dell'angolo di polarizzazione, senza modificare in alcun modo il profilo di intensità del fascio. Il vantaggio principale di questa tecnica rispetto ai tradizionali optical tweezers è che il comportamento di trasporto e la risoluzione dipendono da strutture realizzate mediante litografia e non dalla deviazione del fascio.Questa te

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-Laser a femtosecondi diretta scrittura viene spesso utilizzato per creare tridimensionali (3D) in modelli di polimeri e bicchieri. Tuttavia, i metalli di patterning in 3D rimane una sfida. Si descrive un metodo per fabbricare nanostrutture argento incorporati all'interno di una matrice polimerica utilizzando un laser a femtosecondi centrato a 800 nm.

Un metodo per fabbricare nanostrutture d&#39;argento disconnesse in 3D

I seguenti dettagli approccio di impostazione di cattura a bassa potenza ottica di dielettrico nanoparticelle con un doppio nanohole in film metallico.

Trapping ottica di nanoparticelle

Sviluppiamo e caratterizzare una fibra ottica polimerica disordinata che utilizza trasversale localizzazione Anderson come un meccanismo waveguiding romanzo. Questa fibra microstrutturata può trasportare un piccolo fascio localizzato con un raggio che è paragonabile al raggio del fascio di fibre ottiche convenzionali.

Fabbricazione e caratterizzazione di polimeri disordinati fibre ottiche per la Trasversale localizzazione di Anderson di Luce

Una tecnica interferometro di riferimento, che è progettato per rimuovere rumore indesiderabile jitter laser per nanodetection, è utilizzata per sondare un fattore microcavità ultra-alta qualità. Istruzioni per l'assemblaggio, l'installazione e l'acquisizione dei dati sono forniti, accanto al processo di misurazione per specificare il fattore di qualità della cavità.

Realizzazione di un interferometro di riferimento per Nanodetection

Le eccitazioni optomeccaniche parametriche sono state recentemente dimostrate sperimentalmente in risonatori optomeccanici microfluidici per mezzo della pressione di radiazione ottica e dello scattering di Brillouin stimolato. Questo articolo descrive la fabbricazione di questi risonatori microfluidici insieme alle metodologie per la generazione e la verifica delle oscillazioni optomeccaniche.

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Singola molecola di rilevamento senza etichetta di testo usando Microtoroid ottici Risonatori

Dimostriamo l'uso della tecnica di trasferimento in avanti indotta dal laser (LIFT) per la stampa di pasta Ag ad alta viscosità. Questa tecnica offre un processo semplice, robusto e a bassa temperatura per la stampa non litografica di strutture 2D e 3D su microscala.

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Vi presentiamo un protocollo per la realizzazione di 1-D cavità a cristallo fotonico in fibre di silice diametro subwavelength (nanofibre ottici) utilizzando femtosecondi ablazione laser-indotta.

Fabbricazione di 1-D Photonic cristallo cavità su una nanofibre Utilizzando ablazione laser a femtosecondi-indotta

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Plasmoniche nanorod oro possono essere intrappolati in liquidi e ruotato a frequenze kHz utilizzando pinzette ottiche polarizzata circolarmente. L'introduzione di strumenti per l'analisi dinamica browniano e luce scatteringspectroscopy conduce ad un potente sistema di ricerca e applicazione in numerosi campi della scienza.

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Dimostriamo la fabbricazione di canali nanoheight con l'integrazione di dispositivi di azionamento delle onde acustiche superficiali su niobate al litio per nanofluidici acustici tramite fotolitografia di decollo, incisione di ioni reattivi nano-profondità e plasma a temperatura ambiente l'incollaggio multistrato attivo dalla superficie del niobate di litio monocristallo, un processo altrettanto utile per l'associazione di niobate al litio agli ossidi.

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Impara a progettare e fabbricare un nastro trasportatore nano-ottico per manipolare particelle dielettriche submicroniche. Questa tecnica plasmonica supera i limiti delle pinze ottiche convenzionali.

Fabbricazione e funzionamento di un nano-ottica Nastro trasportatore

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