Оптические наноантенны позволяют проводить эффективные многоцелевые манипуляции с частицами

Исследователи из Университета Иллинойса (США) показали, что настройка свойств лазерного света, облучающего массивы металлических наноантенн, позволяет осуществлять эффективное оптическое выщипывание и сортировку частиц по размеру. Доцент механической инженерии Кимани Туссен пояснил, что наноантенны сейчас приобретают очень большую популярность, поскольку они хорошо концентрируют оптические поля в малых областях. В новой работе ученые впервые продемонстрировали возможность применения массивов золотых наноантенн для многоцелевого оптического захвата и проведения манипуляций с объектами микрометрового и субмикрометрового масштаба. Исследователи полагают, что работа в этой области будет весьма плодотворной, особенно из-за растущего интереса к устройствам типа чип-лабораторий.

По словам ученых, превосходные свойства наноантенн делают возможным создание высокоэффективных оптических пинцетов, позволяющих проводить высокоскоростные манипуляции с микро- и субмикрометровыми объектами в водной среде. Эти характеристики могут быть полезными в области оптофлюидики или фундаментальных физических исследований коллоидной динамики.

С помощью «фазовых диаграмм оптического захвата», полученных эмпирическим путем, исследователи продемонстрировали несколько типов манипуляций с частицами, включая однолучевое оптическое выщипывание отдельных частиц и двумерных частиц в гексагональной структуре, а также оптическую сортировку частиц по размеру и их выстраивание в трехмерные конструкции. Ученые показали, что для достижения таких результатов необходима очень низкая удельная мощность. Например, исследователям удалось провести эксперимент, используя обычную лазерную указку. По словам Туссена, это первая демонстрация манипуляций такого рода с данным массивом наноантенн.