西安交大等提出軸平面光學捕獲與成像技術

　　近日，西安交通大學理學院教授雷銘團隊提出軸平面光學捕獲與成像技術，打破了傳統光學捕獲技術的操控范圍局限在焦平面附近的限制，首次實現了軸平面（X-Z）全息光鑷動態操控多粒子的功能，極大地提升了光鑷在三維空間操控粒子的能力。該研究成果發表在最新的《物理評論快報》。

　　光鑷利用光與物質相互作用過程中的動量傳遞來實現對多種微觀粒子的光學操控，具有非機械接觸、低損傷和高精度等特點，被廣泛應用于生命科學、物理化學和氣溶膠科學等學科的研究。2018年，光鑷的發明人A. Ashkin教授因光鑷在生命科學研究領域的應用而被授予了諾貝爾物理學獎。然而，光鑷的發展仍面臨著一些突出的問題，如如何捕獲更小的粒子、如何實現更大的操控范圍等。

　　雖然在焦平面（X-Y）上的二維光鑷研究已經取得了豐碩的成果，但仍存在巨大的空間來提高其在沿光軸（Z）方向的捕獲與操控能力。而實現大范圍的軸向捕獲對于在三維空間研究膠體粒子的相互作用、細胞特性等許多工作具有重要的科學意義。

　　據相關專家介紹，為了實現高效率的軸平面光學捕獲，該研究團隊首次提出了基于軸平面傅里葉變換的軸平面Gerchberg-Saxton（GS）算法，可以在軸平面快速產生高質量光阱陣列；而且該研究團隊從實驗證明了該技術在研究貝塞爾光束、艾里光束等無衍射光束的捕獲特性方面的巨大潛力，實現了在沿彎曲路徑傳播的蛇形光束中粒子的光學輸運。

　　另外，中國科學院西安光學精密機械研究所研究員姚保利作為共同通訊作者、研究員嚴紹輝作為共同第一作者也參與了研究工作。