研究目的
研究利用光学镊子和光固化水凝胶原位构建由光束缚纳米颗粒组成的介观尺度永久结构的方法。
研究成果
该研究成功展示了通过结合光学束缚相互作用与原位光聚合技术制备永久性光学物质结构的方法，为光子材料与器件的自下而上组装提供了潜在应用。
研究不足
在光聚合过程中，由于折射率和介质体积的变化，固定含有大量纳米粒子的光学物质结构面临挑战。
1：实验设计与方法选择
利用光学镊子捕获并自组织金属纳米颗粒形成多种光学物质结构，随后通过紫外光照射使用光固化水凝胶进行选择性固定。
2：样品选择与数据来源
采用直径约150纳米的金纳米颗粒，稀释于含光引发剂Irgacure 2959的PEGDA水溶液中。
3：实验设备与材料清单
连续波钛宝石激光器（Spectra-Physics 3900S）,空间光调制器（Hamamatsu X13138-02）,物镜（数值孔径NA=1.2，奥林巴斯UPLSAPO 60XW）,倒置显微镜（奥林巴斯IX73）,紫外LED灯（Thorlabs M365LP1）,CMOS相机（Point Grey Grasshopper3）
4：实验流程与操作步骤
通过光学镊子捕获并组织纳米颗粒，随后经紫外光照射引发光聚合实现固定。该过程通过暗场显微镜实时观测。
5：数据分析方法
使用ImageJ中的TrackMate插件追踪颗粒位置，通过自主编写的MATLAB代码分析颗粒间距。
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CW Ti:Sapphire laser
3900S
Spectra-Physics
Generating a Gaussian beam with a wavelength of 800 nm for optical trapping.
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Spatial light modulator
X13138-02
Hamamatsu
Modulating the Gaussian beam for generating optical traps with tunable sizes and shapes.
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Objective
UPLSAPO 60XW
Olympus
Focusing the selected optical trap in an inverted microscope.
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Inverted microscope
IX73
Olympus
Visualizing the nanoparticles with a high NA dark-field condenser.
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UV LED lamp
M365LP1
Thorlabs
Providing UV light for activating the photoinitiator and starting the photopolymerization.
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CMOS camera
Grasshopper3
Point Grey
Recording the nanoparticles visualized by the objective.
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