光热镊技术与应用研究进展

作     者：杨嘉豪 邓如平 汪先友 张聿全 袁小聪 闵长俊 

作者机构：深圳大学微纳光电子学研究院纳米光子学研究中心射频异质异构集成全国重点实验室 南开大学现代光学研究所 大湾区大学(筹)物质科学学院东莞市大湾区高等研究院 之江实验室前沿基础研究中心 

出 版 物：《中国激光》 (Chinese Journal of Lasers)

年 卷 期：2024年第18期

页      面：62-83页

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(62175157,61935013) 广东省基础与应用基础研究重大项目(2020B0301030009) 广东省自然科学基金面上项目(2023A1515011441) 深圳市科技计划(RCJC20210609103232046,JCYJ20210324120403011) 深圳大学2035计划(2023B004) 

主　　题：激光技术 光镊 光热镊 光热效应 光学致冷效应 

摘      要：自激光技术问世以来，光镊作为一种非接触、高精度的颗粒操控工具，已广泛应用于生物、化学等领域。然而光热效应引起的热对流及热损伤等问题，极大地限制了传统光镊技术的捕获性能和捕获样品活性。为突破这一限制，研究者们开始探索将光与热相结合的颗粒捕获与操控技术，发现可以通过材料的光致发热或致冷效应，将热场转化为颗粒捕获的一大助力，进而提出多种新颖的光热镊技术。相比于传统光镊，光热镊技术利用光场和热场的共同作用，具有更低的激光能量需求和更高的捕获精度，在生物医学等领域中展现出巨大应用潜力。系统性地阐述光热镊的基本原理，详细介绍代表性的光热镊技术的发展和应用，并分析该技术面临的问题、发展趋势和发展前景，旨在帮助研究者系统了解基于光热效应的光热镊基本知识、最新研究进展和潜在应用，为该领域的科学研究提供参考。