1 月 15 日新闻，据中国科年夜先研院新闻，中国迷信技巧年夜学光学与光学工程系龚雷副教学课题组与新加坡国破年夜学仇成伟教学发展配合，研制出一种新型光学微操控东西 —— 单光束“三维光学扳手”。▲ 图源中国迷信技巧年夜学进步技巧研讨院据先容，这种光学扳手可能应用单个聚焦的激光光束对微粒（如细胞）施加三维可控的光力矩（Optical torque），从而实现微不雅粒子静态可控的三维扭转操控，极年夜拓展了光镊技巧的操控功效。IT之家从中国迷信技巧年夜学进步技巧研讨院得悉，光镊又被称为“单光束梯度力阱”，是美国迷信家阿瑟・阿什金（Arthur Ashkin）于 1986 年发现的一种激光东西。迷信家应用它可能抓取跟把持单个分子、病毒、细胞等微不雅天下的物体，其实质上是应用光的动量通报对微粒施加光力实现三维操控的。但是，这种光学扳手施加扭转扭矩的偏向非常范围，个别仅沿着光轴偏向，重要是由于光的自旋角动量偏向平日被光轴偏向锁定。2022 年物理学家 Halina Rubinsztein-Dunlop 团队经由过程阁下旋光束的对称叠加实现了横向自旋及横向力矩 [Nat. Photonics 16, 346–351 (2022)]，进而驱动微粒横轴滚动（Fig. 1a）。但现在光学扳手的扭转操控仍范围于一维牢固轴，无奈实现微粒的三维扭转操控。为处理该成绩，研讨团队深刻研讨聚焦光场三维自旋角动量的定量调控方式及其光扭矩效应，实践推导聚焦光场自旋角动量与入射光场部分偏振螺旋度的定量方程，并提出了经由过程单个调制光束实现时变三维光扭矩的技巧计划（Fig. 1b）。这种调制的激光光束可能施加恣意偏向的扭转扭矩，进而操控微粒在差别时光沿着指定三维转轴做持续扭转活动（Fig. 1c），被称为“三维光学扳手”。团队还应用该技巧实现了活体细胞的三维扭转操控。该技巧实现了激光对微粒的全自在度操控，将光镊对微粒的三维平移操控拓展到三维平移与滚动同时操控。光镊新的操控功效无望在细胞三维层析、光学传感、微呆板人等范畴激起新的利用。现在，相干研讨结果于 2025 年 1 月 11 日以“Time-varying 3D optical torque via a single beam”为题在线宣布于国际学术期刊《天然・通信》[Nature Communications 16: 593 (2025)]。【起源：IT之家】小编：[db:摘要]
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