最近，美國(guó)伊利諾斯大學(xué)研究人員演示了一種新式光鑷：用激光照射一種蝴蝶結(jié)形的納米光學(xué)天線陣列，調(diào)節(jié)激光的照明屬性就成為一種靈巧的光鑷，鑷住各種粒子并能把不同粒子按大小排列。相關(guān)論文發(fā)表在近期出版的《納米快報(bào)》上。
 
　　納米光學(xué)天線是一種能將光頻電磁波高效耦合到亞波長(zhǎng)尺度的納米光子器件，在小面積聚光方面獨(dú)具優(yōu)勢(shì)。伊利諾斯大學(xué)厄本納-香檳分校機(jī)械科學(xué)與工程副教授凱曼尼•圖森特介紹說(shuō)：“我們首次演示了利用金質(zhì)蝴蝶結(jié)形納米天線陣列（BNAs）實(shí)現(xiàn)多種形式的光捕獲，能操控從亞微米到微米大小的物體。”

　　研究小組根據(jù)經(jīng)驗(yàn)繪制了“光捕獲相位圖”，利用該圖成功演示了多種形式的捕獲反應(yīng)，包括在整個(gè)納米天線范圍上用單束光鑷住單個(gè)粒子、用單束光鑷住排成2維六邊形的多個(gè)粒子、將粒子按大小排列、將從亞微米到微米的粒子以3維形式堆疊起來(lái)等。

　　“和其他等離子鑷相比，金質(zhì)蝴蝶結(jié)形納米天線陣列不僅能捕獲粒子，還能通過(guò)調(diào)節(jié)光學(xué)參量如低輸入能量的密度、波長(zhǎng)和極性來(lái)操控粒子。”論文第一作者、圖森特小組研究生布瑞恩•洛克斯沃斯說(shuō)。

　　“實(shí)驗(yàn)顯示，只要很低的能量密度就能實(shí)現(xiàn)各種控制，我們能用普通的激光筆就做到這些。”圖森特說(shuō)，“利用熱效應(yīng)結(jié)合光壓力，能一次鑷住幾十個(gè)粒子。” 

　　研究人員解釋說(shuō)，蝴蝶結(jié)形納米光學(xué)天線有很強(qiáng)的聚束和增強(qiáng)效應(yīng)，可作為一種高效光鑷，允許在水性環(huán)境中以極低密度的能量輸入，實(shí)現(xiàn)對(duì)亞微米和微米級(jí)粒子的高速控制。這些特性對(duì)于光流應(yīng)用（如芯片實(shí)驗(yàn)室設(shè)備）、光物質(zhì)形成、膠體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)物理研究方面非常有用，還能在控制生物物質(zhì)時(shí)，降低對(duì)樣本的拍攝傷害。