利用聚焦激光束操纵微小物体的能力，为基础研究和应用研究开辟了广泛的机会，但在实际应用中还需要对物体操纵的机械路径和稳定性进行精确的控制。尽管传统的“光学镊子”（optical tweezer）主要是基于折射光学系统，但是未来需要进一步发展出可以集成在流体单元内的紧凑型光学捕获装置，光学镊子的小型化就不可避免了。最近，来自以色列特拉维夫大学的Pavel Ginzburg教授课题组提出了一种基于超表面（Metasurface）的偏振敏感的“超透镜”（Meta-Lens），可以为嵌入在流体中的物体提供沿光轴的稳定的捕获中心。在该工作中，粒子的位置由入射光的偏振特性控制，主要是利用与等离子体纳米级天线的相互作用，超透镜结构被设计在透镜的重叠菲涅耳区域（Fresnel zone）内。在这里，具有双焦点（bifocal）的菲涅耳超透镜展示了沿4μm长的线上操纵微珠的能力，克服了标准衍射光学元件在聚焦深度之外的轴向方向上捕获物体时所面临挑战。研究人员还在光学捕获设备中附加了荧光模块（fluorescent module），并且通过粒子追踪算法（particle-tracking algorithm）实现了光学势（optical potential）的精确映射。这一集成在流体中的微米和纳米结构，为实现灵活的光机械操作提供了诸多机会，包括粒子传输、捕获和分类，这些都是芯片实验室和生物检测、环境监测等许多其他应用的需求所在。相关工作发表在近期的《Nano Letters》上。

原文链接：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29949377

来源：两江科技评论