Голографический оптический пинцет

Введение

Система основана на модуляции лазерного излучения ближнего инфракрасного диапазона с помощью отражающего фазового пространственного модулятора света (SLM). Установка обеспечивает стабильный захват частиц размерами от 50 нм до 5 мкм, а также поддерживает высокоточные манипуляции и визуализацию движения частиц в реальном времени.

Модули голографического оптического пинцета

Модуль лазерного оптического пути
Модуль освещения
Модуль формирования изображения
Модуль управления движением

Принципиальная схема голографического оптического пинцета

Модуль оптического пути лазера

В системе используется лазер с длиной волны 976 нм и плавной регулировкой мощности от 0 до 1000 мВт. После модуляции с помощью пространственного модулятора света (SLM) излучение проходит через точно отъюстированную систему фокусировки. Таким образом создаются стабильные управляемые трехмерные оптические ловушки. Модуляция излучения с помощью SLM обеспечивает диапазоны перемещения частиц > 20 мкм по осям X и Y и > 10 мкм по оси Z с теоретической точностью до 100 нм.

Модуль проходящего освещения

Система оснащена модулем проходящего излучения по Келлеру (белый свет, 5700К), который обеспечивает равномерное освещение.

Модуль формирования изображения

Модуль обеспечивает получение четкого изображения высокого разрешения в режиме реального времении. Основные компоненты: монохромная USB 3.0-камера AIC-231GM-USB и апохроматический объектив Olympus IOAPOL1524100X-NIR (100X, NA=1,45, масляная иммерсия). Оптический путь формирования изображения также включает коротковолновое дихроичное зеркало и коротковолновый фильтр, что гарантирует защиту от засветки излучением лазера.

Модуль управления движением

Для позиционирования образца используется высокоточный столик XY с рабочим ходом до 13 мм и разрешением до 0,5 мкм. Для перемещения по оси Z используется подъемный столик с грубой и точной регулировкой, его макимальный ход составляет до 50 мм, а разрешение — до 1 мкм.

Голографический оптический пинцет JCOPTIX

Программное обеспечение

Специально разработанное ПО NIR Holographic Optical Tweezers System объединяет все необходимые функции, такие как управление SLM, генерация голограмм, визуализация в реальном времени, видеофиксация эксперимента, расчёт силы захвата и управление движением частиц. Поддерживается вторичная разработка.

Интерфейс программы состоит из четырёх основных функциональных областей:

Область просмотра изображения: отображает данные с камеры в реальном времени и изображение SLM.
Область задания параметров SLM: содержит полный набор параметров, необходимых для создания голограмм. Также возможен импорт готовых пользовательских голограмм.
Область управления движением: управляет движением частиц.
Область расчёта силы захвата: позволяет настраивать и анализировать механические параметры оптического пинцета.

Заключение

Потенциальные применения голографического оптического пинцета ближнего инфракрасного диапазона JCOPTIX: сферы клеточной биологии, биологии отдельных молекул, коллоидной физики, физические исследования. Система отличается превосходной масштабируемостью и гибкостью; все модули, такие как лазерный источник, источник освещения, система визуализации и предметный столик, могут быть настроены в соответствии с требованиями к производительности системы.

Для получения информации о других функциональных возможностях и расширениях Вы можете написать нашим инженерам.