JP3895545B2 - 光学的勾配力を適用するための装置 - Google Patents
光学的勾配力を適用するための装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3895545B2 JP3895545B2 JP2000529623A JP2000529623A JP3895545B2 JP 3895545 B2 JP3895545 B2 JP 3895545B2 JP 2000529623 A JP2000529623 A JP 2000529623A JP 2000529623 A JP2000529623 A JP 2000529623A JP 3895545 B2 JP3895545 B2 JP 3895545B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- focusing
- diffractive
- manipulating
- laser beams
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 126
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 36
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 24
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 claims description 8
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 5
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims description 4
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 claims description 3
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 claims description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 3
- 239000012620 biological material Substances 0.000 claims description 2
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims 1
- 238000012576 optical tweezer Methods 0.000 description 30
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 5
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000001093 holography Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 238000004166 bioassay Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000000651 laser trapping Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H3/00—Production or acceleration of neutral particle beams, e.g. molecular or atomic beams
- H05H3/04—Acceleration by electromagnetic wave pressure
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/32—Micromanipulators structurally combined with microscopes
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/1086—Beam splitting or combining systems operating by diffraction only
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/1086—Beam splitting or combining systems operating by diffraction only
- G02B27/1093—Beam splitting or combining systems operating by diffraction only for use with monochromatic radiation only, e.g. devices for splitting a single laser source
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S359/00—Optical: systems and elements
- Y10S359/90—Methods
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Lenses (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
Description
本発明は、全米科学財団により援助された契約番号DMR9320278の下での米国政府の支援で、援助番号DMR9400379の下での全米科学財団のMRSECプログラムにより、及び、教育省からのGAANN奨学基金により、行われた。
【0002】
本発明は、一般的に、光学勾配力を使用して、誘電体小粒子または他の物質を操作するための方法及び装置に関する。特に、本発明は、多数の用途のうちの任意の1つのための所望の空間パターンへと粒子状物質またはその他の作用を受ける物質を集め、向けて、様々な選択可能な光学場パターンのうちの任意の1つを形成するように、例えばホログラム及び回折格子などの光学回折素子により案内される、集束されたレーザー光を使用する方法及び装置に関する。
【0003】
粒子の屈折率より小さい屈折率を有する液体媒体内に浸漬された誘電体小粒子の位置を操作するために、単一光ビームからの光学勾配力を使用して光学ピンセットを形成することが公知である。光学ピンセット技術は、低い誘電率の粒子の反射及び吸収をも操作することを可能にするように、一般化されている。
【0004】
従って、現在の従来のシステムでは、単一光学トラップを発生するために単一光ビームを使用して、単一粒子を操作することが可能である。このようなシステムにより複数の粒子を操作するには、複数の光ビームが使用されなければならない。従来の光学ピンセットを使用して、拡大された複数のビームトラップを形成する困難に起因して、化学的及び生物学的アッセイ、及びホログラフィ及びコンピュータ記憶基質での使用のために、電子、光子及び光電子装置、化学センサアレイを含むナノ複合材料の製造及び操作などの、多数の潜在的商業的用途でそれらを使用することができないでいる。
【非特許文献1】
N. R. Heckenbergら著、「Laser beams with phase singularities」、Optical and Quantum Electronics Vol. 24、S951、1992年
【非特許文献2】
H. Heら著、「Direct Observation of Transfer of Angular Momentum to Absorptive Particles from a Laser Beam with a Phase Singularity」、Physical Review Letters, Volume 75, Number 5、The American Physical Society、1995年、p.826-829
【0005】
従って、本発明の1つの目的は、複数の光学トラップを形成するための、改善された方法及びシステムを提供することにある。
【0006】
本発明の別の1つの目的は、複数の光学トラップを形成するために、光ビームの1つの形態を形成するために、回折光学装置を有する単一光ビームを使用するために新規の方法及びシステムを提供することにある。
【0007】
本発明の1つの付加的な目的は、複数の粒子または他の光学媒体を制御するために、光学勾配場を発生するために、ホログラフィを使用するための新規の方法及び装置を提供することにある。
【0008】
本発明の別の1つの目的は、光子回路製造、ナノ複合材料用途、電子構成要素の製造、光電子装置、化学及び生物学的センサアレイ、ホログラフィデータ記憶基質の組立、組合せ化学用途への利用、コロイド自己集合の促進、及び生物学的材料の操作などの、小粒子の操作に関連する、様々な商業的用途のための複数の光学トラップを形成するための、改善された方法及びシステムを提供することにある。
【0009】
本発明のさらに別の1つの目的は、商業的用途のために、光学勾配場の一時的かつ空間的に変化する形態を形成するための、改善された方法及びシステムを提供することにある。
【0010】
本発明のさらに別の1つの目的は、誘電体物質を操作するべく、光学トラップの選択可能な時間変化するおよび/または特定の空間的アレイを形成するために、一以上の光学回折素子と組み合せて、一以上のレーザービームを使用するための新規の方法及びシステムを提供することにある。
【0011】
本発明のさらに別の1つの目的は、スタティックまたはダイナミックな光学トラップを形成するために、単一入力レーザービーム、光学回折素子、及び発散および/または集束レンズを使用する、改善された方法及びシステムを提供することにある。
【0012】
本発明のさらなる1つの目的は、ユーザにより直接に観察可能である光学トラップアレイを形成するための新規の方法及びシステムを提供することにある。
【0013】
本発明の別の1つの目的は、様々な商業的用途のために、光学トラップのアレイを走査するために、ビーム走査システムを有する光学回折素子に、レーザービーム入力を行う、改善された方法及びシステムを提供することにある。
【0014】
本発明のさらに別の1つの目的は、対物レンズ集束面に対して選択可能な個所にトラップ形を形成するために、レーザービーム、光学回折素子及び発散及び集束光学システムを使用して、光学トラップ形を形成するための、新規の方法及び装置を提供することにある。
【0015】
本発明のさらに別の1つの目的は、光学トラップ配置を形成する際、回折された光ビームのみを効率的に利用するために、いかなる回折されないビームもろ波して除去するために、レーザービーム及び斜め位置光学回折素子を使用する改善された方法及び装置を提供することにある。
【0016】
本発明の別の1つの目的は、対物レンズの集束面から、光学トラップの少なくとも1つの2次元配置を生成するために、光学回折素子へのレーザービームの入力を使用する新規の方法及び装置を提供することにある。
【0017】
本発明のさらに別の1つの目的は、光学トラップアレイを走査するために、複数のテレスコープレンズと組み合せて、光ビーム及び回折光学装置を使用する改善された方法及びシステムを提供することにある。
【0018】
本発明のさらに別の1つの目的は、小さい振幅の振動変位が、光学トラップをダイナミック的に硬化するために適用されるように、光学トラップアレイを制御可能に走査するために、光学回折素子及び光学システムへの単一光ビームの入力を使用して、光学トラップのアレイを形成する新規の方法及びシステムを提供することにある。
【0019】
本発明の別の1つの目的は、光学回折素子として、(例えば液晶位相シフトアレイなどの)時間依存性アドレス指定可能な位相シフト媒体を使用して、複数の独立的に操縦される光学トラップを形成するための新規の方法を提供することにある。
【0020】
本発明のさらに別の1つの目的は、顕微鏡粒子の分離のために、時間依存性光学勾配場を形成する新規の方法を提供することにある。
【0021】
本発明のさらに別の1つの目的は、蛋白質の結晶化を含む、複数の生物学的対象物を操作するための新規の方法を提供することにある。
【0022】
本発明の他の目的、特徴及び利点は、同一参照番号は同一の部分を示す添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例の以下の説明から、明らかになる。
【0023】
【好ましい実施例の詳細な説明】
本発明の改善点を最も良く理解するために、図1及び2は、いくつかの従来技術の方法及びシステムを示す。これらのシステムが、まず初めに、検討され、次いで、本発明が、図3〜7A及び7Bの好ましい実施例に関連して、説明される。図1の従来技術の光学ピンセットシステム10において、粒子14の屈折率より小さい屈折率nmを有する媒体16内に分散している誘電体小粒子14を制御可能に操作するために、単一光ビーム12を用いて光学勾配力を発生させる。光学勾配力の性質は、良く知られ、原理は、反射、吸収及び低誘電率の操作を可能にするために、一般化されたことも良く知られている。これらの技術のうちの任意のものを以下に説明される本発明に関連して実施することが可能であり、以下、光学ピンセット、光学トラップ及び光学勾配力との用語により説明される。
【0024】
光学ピンセットシステム10では、粒子を操作するのに必要な光学トラップ効果を実現するのに必要な力を得ることができる(レーザービームなどの)光ビーム12を使用する。従来の形の光学ピンセット10の目的は、(例えば対物レンズ20などの)集束光学素子の後部開口24の中心に、一以上の光ビームを投射することにある。図1に示されているように、光ビーム12は、幅「w」を有し、光学軸22に対して入力角φを有する。光ビーム12は、対物レンズ20の後部開口24に入力され、前部開口26から出力され、イメージング体積32の集束面30内の焦点28にほぼ集束する。一般的に、任意の集束光学システムは、光学ピンセットシステム10のための基礎を形成する。
【0025】
光ビーム12が、コリメートされたレーザービームであり、光ビーム12の軸線が、光学軸22と一致する場合、光ビーム12は、対物レンズ20の後部開口24に入り、対物レンズ集束面30の中心点において、イメージング体積32内で集束する。光ビーム12の軸線が、光学軸22に対して角度φだけ変位されると、ビーム軸31及び光学軸22は、後部開口12の中心点Bに位置する。この変位により、光学トラップが、対物レンズ20の角度拡大率に依存する量だけ、視野を横断して並進することが可能となる。2つの変数すなわち光ビーム12の角度変位φ及び変化する焦点は、イメージング体積32内の選択された位置における光学トラップを形成するのに使用されることが可能である。複数の光学トラップ33を、複数の光ビーム12が異なる角度φでかつ異なるコリメーション度で後部開口24に適用されることを前提として、異なる個所に配置することが可能である。
【0026】
3次元での光学トラップを実現するために、トラップされる粒子上に形成される光学勾配力は、光の散乱及び吸収から発生する放射圧力を越えなければならない。一般的に、この必要性に起因して、光ビーム12の波面は、後部開口24において適切な形状を有しなければならない。例えば、Gaussian TEM00入力レーザービームにおいて、ビーム直径wは、後部開口24の直径と一致しなければならない。より一般的な(例えばガウス・ラゲールなどの)ビーム横断面形状のために類似の条件を設定することが可能である。
【0027】
図2の別の従来技術のシステムにおいては、光学ピンセットシステム10により、光学トラップ33は、対物レンズ20の視野を横断して並進することができる。テレスコープ34は、レンズL1及びL2から成り、図1の従来技術のシステム内の中心点Bに対して光学的に共役である点Aを形成する。図2のシステムにおいて、点Aを通過する光ビーム12は、点Bも通過し、このようにして、光学ピンセットシステム10として機能するための基本的必要条件を満足する。コリメーション度は、テレスコープ34の伝達特性を最適化するために、図2に示されているように、レンズL1及びL2を位置決めすることにより維持される。さらに、テレスコープ34の拡大率は、光ビーム12の角度変位と、対物レンズ20の後部開口24の平面内の光ビームの幅wとを最適化するように選択されることが可能である。前述のように、一般的に、光ビーム12のうちのいくつかを、いくつかの関連光学トラップを形成するのに使用することができる。このような複数のビーム12は、複数の独立的入力ビームから、または、従来の反射および/または回折光学素子から形成することができる。
【0028】
図3の本発明の1つの好ましい実施例において、光学トラップの任意のアレイを形成できる。光学回折素子40は、対物レンズ20の後部開口24に対して共役な平面42内に実質的に配置されている。ただ1つの回折された出力ビーム44を、分かりやすくするために示しているが、複数のこのようなビーム44を、光学回折素子40により形成することができる。光学回折素子40に入射する入力光ビーム12は、光学回折素子40の性質に特徴的である出力ビーム44のパターンにスプリットされ、出力ビーム44のそれぞれは、点Aから発する。このようにして、出力ビーム44も、前述の下流光学素子に起因して点Bを通過する。
【0029】
図3の光学回折素子は、入力光ビーム12に対して垂直であるものとして示されているが、多数の他の配置が可能である。例えば、図4において、光ビーム12は、光学軸22に対して傾斜角βで到達し、光学回折素子40に対して垂線ではない。この実施例では、点Aから発する回折されたビーム44は、イメージング体積32の集束面52内で光学トラップ50を形成する(図1参照)。光学ピンセットシステム10のこの配置では、入力光ビーム12の、回折されない部分54を、光学ピンセットシステム10から除去することができる。このようにして、この形態により、処理される背景光の量は低減され、光学トラップの形成効率が改善される。
【0030】
光学回折素子40は、コンピュータ生成ホログラムを含むことが可能であり、前もって選択された所望のパターンに入力光ビーム12をスプリットする。このようなホログラムと、図3の光学素子の他のものとを組合せることにより、光学回折素子40が、各回折されたビームの波面を形成するのに使用される任意のアレイを形成することが可能となる。従って、光学トラップ50は、対物レンズ20の集束面52内に配置されることが可能であるだけでなく、光学トラップ50の3次元配置を形成するために、集束面52の外部に配置されることが可能である。
【0031】
図3及び4の光学ピンセットシステムにおいて、光学トラップ50を形成するために、回折されたビーム44を集束するために、例えば対物レンズ20(または、例えばフレネルレンズなどの他の同様の機能的に同等の光学装置などの)光学集束素子も含まれる。さらに、テレスコープ34、または他の同等の伝達光学装置が、前の後部開口24の中心点Bに対して共役な点Aを形成する。光学回折素子40は、点Aを含む平面内に配置されている。
【0032】
本発明の別の1つの実施例では、光学トラップ50の任意のアレイを、テレスコープ34の使用なしに形成することができる。このような実施例では、光学回折素子40を、点Bを含む平面内に直接に配置することができる。
【0033】
光学ピンセットシステム10において、スタティックまたは時間依存性の光学回折素子40を使用できる。ダイナミックすなわち時間依存性の変形例においては、光学トラップ50の時間変化アレイを形成することができ、光学トラップ50は、このような特徴を利用するシステムの一部であることが可能である。さらに、これらのダイナミック光学素子40は、粒子及び基質媒体とを、互いに対して能動的に動かすのに使用されることが可能である。例えば、光学回折素子40は、コンピュータ生成ホログラフィパターンにより刻印される変化を行う液晶相アレイであってよい。
【0034】
図5の別の1つの実施例では、システムを、光学ピンセットトラップ50の連続的並進を実現するように形成することができる。ジンバルに取付けられている鏡60の回転中心は、点Aに配置される。光ビーム12は、鏡60の表面に入射し、光ビーム12の軸線は、点Aを通過し、光ビーム12は、後部開口24に投射される。鏡60を傾けると、鏡60に対する光ビーム12の入射角が変化し、この特徴は、その結果の光学トラップ50を並進させるのに使用できる。第2のテレスコープ62はレンズL3及びL4から成り、点Aに対して共役である点A’を形成する。点A’に配置される光学回折素子40は、このようにして、回折されたビーム64のパターンを形成し、回折されたビーム64のそれぞれは、点Aを通過して、光学ピンセットシステム10のアレイ内のピンセットトラップ50のうちの1つを形成する。
【0035】
図5の実施例の動作において、鏡60は、ピンセットシステム全体をユニットとして並進させる。この方法は、光学ピンセットアレイを、定置サブストレートと正確に位置合せするのに有用であり、これにより、小さい振幅の急速な振動変位により光学トラップ50をダイナミック的に硬化し、また、一般的な並進能力を必要とする任意の用途にも有用である。
【0036】
光学トラップ50のアレイは、標本ステージ(図示せず)を動かすことにより、または、テレスコープ34を調整することにより、標本ステージ(図示せず)に対して垂直に並進させることも可能である。さらに、光学ピンセットアレイは、標本ステージを動かすことにより、標本に対して横方向に並進させることも可能である。この特徴は、対物レンズ視野を越える大規模な運動のために特に有用である。
【0037】
図6の本発明の別の1つの実施例では、光学システムは、光学ピンセット10によりトラップされた粒子の像を観察することを可能にする。2色ビームスプリッタ70、または他の同等の光学ビームスプリッタが、対物レンズ20と、光学ピンセットシステム10の光学トレーンとの間に挿入される。図示の実施例では、ビームスプリッタ70は、光学ピンセットアレイを形成するのに使用される光の波長を、選択的反射し、他の波長を透過させる。このようにして、光学トラップ50を形成するのに使用される光ビーム12は、高い効率で、後部開口24に伝達され、一方、像を形成するのに使用される光ビーム66は、通過して、イメージング光学装置(図示せず)に到達する。
【0038】
本発明の1つの用途が、図7A及び7Bに示されている。光学回折素子40は、コリメートされたビームの4×4アレイを形成するために、単一光ビーム12と相互作用する。532nmで動作する、100mW周波数2重ダイオードによりポンピングされるNd:YAGレーザは、光ビーム12のためのガウスTEM00形を提供する。図7Aにおて、視野は、アレイの16の一次光学ピンセット10内にトラップされた16のシリカ球により後方散乱されたレーザー光により、部分的に、照明される。1μm直径の球は、水中に分散され、ガラス顕微鏡スライドと170μm厚のガラスカバースリップとの間の標本体積内に配置される。ピンセットアレイは、カバースリップを通過して、上方へ投射され、カバースリップから8μm上方の平面内に位置決めされ、上部顕微鏡スライドより20μm以上下方に位置決めされる。シリカ球は、16の光学ピンセット10のそれぞれの中に3次元で、安定的にトラップされる。
【0039】
図7Bにおいて、光学ピンセット10(トラップ)が消滅された1/30秒後であるが、球が、トラップ部位から拡散するのに充分な時間を有する前での、球の、光学的に組織化された配置が示されている。
【0040】
本発明の好ましい実施例が、示され、説明されたが、様々な変化または改変が、請求の範囲に記載の面より広い面において、本発明から逸脱することなしに、行われることが可能であることは、当業者には自明である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 単一光学ピンセットを使用する方法及びシステムを示す。
【図2】 単一で操縦可能な光学ピンセットのための従来の方法及びシステムを示す。
【図3】 光学回折素子を使用する、方法及びシステムを示す。
【図4】 入力光ビームに対して斜めの光学回折素子を使用する、別の方法及びシステムを示す。
【図5】 光学回折素子を使用する、連続的に並進可能な光学ピンセット(トラップ)を示す。
【図6】 光学ピンセットアレイを使用して粒子を操作し、一方、光学トラップアレイを観察するための像も形成する、方法及びシステムを示す。
【図7A】 図6の光学システムを使用して、光学ピンセット(トラップ)の4×4アレイの像を示す。
【図7B】 図7Aの光学ピンセットにより、水中に懸濁されている1マイクロメータ直径のシリカ球の像であって、トラップ照明は消滅された直後であるが、前記球が拡散する前である像を示す。
Claims (23)
- 光学トラップを形成することにより粒子を操作する装置であって、
レーザービームを受光して、分離した複数のレーザービームを形成するための光学回折素子と、
前記光学回折素子の下流に位置する集束素子とを含んでなり、
前記光学回折素子は、本装置により形成されるダイナミックに変化する光学トラップを使用可能にするダイナミックに変化する回折構成要素を含んでおり、前記複数のレーザービームの各々を独立に集めるために該集束素子と協働して複数の集束スポットを形成して、各粒子のために前記分離したレーザービームの一つを用いて前記粒子の各々に対して前記集束スポットの内部に分離した光学トラップを形成するための手段を確立する、光学トラップを形成することにより粒子を操作する装置。 - 光学格子と、ホログラムと、時間依存性アドレス指定可能な位相シフト媒体とからなる群から前記回折構成要素が選択されている請求項1に記載の装置。
- 前記光学トラップが、時間に依存する光学勾配場を含む光学勾配条件を形成する請求項1に記載の装置。
- 前記集束素子が、対物レンズと光学回折素子との少なくとも1つを含んでいる請求項1に記載の装置。
- 前記光学回折素子の下流に位置し、前記光学回折素子との相互作用の後のレーザービームが導かれるテレスコープレンズ系をさらに含んでいる請求項1に記載の装置。
- 前記集束素子が形成する集束面の内部及び外部の位置からなる群から選択される空間に光学トラップを形成するように前記光学回折素子を構成している請求項1に記載の装置。
- 前記ダイナミックに変化する回折構成要素は、コンピュータにより形成されるホログラムを含んでいる請求項1に記載の装置。
- 前記回折構成要素は、前記コンピュータにより形成されるホログラムを用いて刻印される液晶構成要素をさらに含んでいる請求項7に記載の装置。
- 前記テレスコープレンズ系の下流に、レーザービームを受け取るように配置された可動の鏡を含んでいる請求項5に記載の装置。
- 前記可動の鏡は、前記集束素子の後部開口に対して共役な位置に配置されている請求項9記載の装置。
- 前記可動の鏡の下流側であって前記集束素子の上流側に配置された、他のテレスコープレンズ系をさらに含む、請求項9または10に記載の装置。
- 前記他のテレスコープレンズ系と前記集束素子との間に配置されたビームスプリッタをさらに含む請求項11記載の装置。
- 前記光学トラップを操作することと、集束することとのうちの少なくとも1つを実行するための手段をさらに含んでいる請求項1に記載の装置。
- 前記光学回折素子は、前記集束素子の後部開口を含む平面内、または前記集束素子の後部開口に対して共役な平面内に配置されている請求項1に記載の装置。
- レーザービームを供給するステップと、
ダイナミックに変化する回折構成要素を含む光学回折素子によって前記レーザービームを操作して複数の分離したレーザービームを同時に形成するステップと、
前記分離したレーザービームの各々を集束素子によって集束し、前記光学回折素子を前記集束素子と協働させて、前記分離した複数のレーザービームの各々から、分離した複数の光学トラップを形成するように光学勾配条件を確立するステップと
を含み、ダイナミックに変化する複数の光学トラップを形成することにより粒子を操作する方法。 - 光子回路において粒子を操作するステップと、ナノ複合材料において構成要素を操作するステップと、電子構成要素を製造するステップと、光電子構成要素を操作するステップと、化学的センサーを準備するステップと、生物学的センサーを準備するステップと、ホログラフィデータ記憶基質を組立てるステップと、コロイド状アレイを組立てるステップと、生物学的材料を操作するステップとからなるグループから選択される製造プロセスを実行するステップをさらに含んでいる請求項15に記載の方法。
- 前記複数の光学トラップの少なくとも1つの位置をダイナミックに変化するステップをさらに含んでいる請求項15に記載の方法。
- 時間依存性アドレス指定可能な位相シフト媒体を前記回折構成要素として用いて前記複数の分離したレーザービームを形成するために前記レーザービームを操作するステップを含んでいる請求項15に記載の方法。
- 前記時間依存性アドレス指定可能な位相シフト媒体が、液晶位相シフトアレイを含んでいる請求項18記載の方法。
- 前記複数の分離したレーザービームと相互作用する伝達光学系を設けて、光学トレーンの光学的な点を或る位置から別の位置に移動するステップをさらに含んでいる請求項15に記載の方法。
- 前記集束素子と前記光学トレーンとの間に配置されたビームスプリッタによって、前記光学トラップを形成するのに使用される光の波長を選択的に反射し、他の波長を透過させるステップをさらに含む、請求項20に記載の方法。
- 前記レーザービームを操作するステップは、(a)前記複数の分離したレーザービームの少なくとも1つを集束素子により集束させるステップと、(b)前記複数の分離したレーザービームの少なくとも1つを発散素子により発散するステップとの少なくとも1つのステップを含んでいる請求項15に記載の方法。
- 前記レーザービームを操作するステップは、前記光学回折素子を、前記集束素子の後部開口を含む平面内、または前記集束素子の後部開口に対して共役な平面内に配置するステップを含む請求項15に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/017,923 | 1998-02-03 | ||
US09/017,923 US6055106A (en) | 1998-02-03 | 1998-02-03 | Apparatus for applying optical gradient forces |
PCT/US1999/002369 WO1999039223A1 (en) | 1998-02-03 | 1999-02-03 | Apparatus for applying optical gradient forces |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006208531A Division JP4897382B2 (ja) | 1998-02-03 | 2006-07-31 | 光学的勾配力を適用するための装置 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002502043A JP2002502043A (ja) | 2002-01-22 |
JP2002502043A5 JP2002502043A5 (ja) | 2006-01-05 |
JP3895545B2 true JP3895545B2 (ja) | 2007-03-22 |
Family
ID=21785294
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000529623A Expired - Fee Related JP3895545B2 (ja) | 1998-02-03 | 1999-02-03 | 光学的勾配力を適用するための装置 |
JP2006208531A Expired - Fee Related JP4897382B2 (ja) | 1998-02-03 | 2006-07-31 | 光学的勾配力を適用するための装置 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006208531A Expired - Fee Related JP4897382B2 (ja) | 1998-02-03 | 2006-07-31 | 光学的勾配力を適用するための装置 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (3) | US6055106A (ja) |
EP (2) | EP1053492B1 (ja) |
JP (2) | JP3895545B2 (ja) |
AU (1) | AU2494999A (ja) |
DE (1) | DE69931346T2 (ja) |
HK (2) | HK1033855A1 (ja) |
WO (1) | WO1999039223A1 (ja) |
Families Citing this family (132)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6797942B2 (en) * | 2001-09-13 | 2004-09-28 | University Of Chicago | Apparatus and process for the lateral deflection and separation of flowing particles by a static array of optical tweezers |
US6055106A (en) * | 1998-02-03 | 2000-04-25 | Arch Development Corporation | Apparatus for applying optical gradient forces |
US7133203B2 (en) | 1998-02-03 | 2006-11-07 | Arch Development Corporation | Apparatus for applying optical gradient forces |
JP2001042253A (ja) * | 1999-08-04 | 2001-02-16 | Minolta Co Ltd | レーザー照射光学系 |
US6734420B2 (en) * | 2000-04-06 | 2004-05-11 | Quantum Dot Corporation | Differentiable spectral bar code methods and systems |
WO2002009483A1 (en) * | 2000-07-26 | 2002-01-31 | The Regents Of The University Of California | Manipulation of live cells and inorganic objects with optical micro beam arrays |
TW531661B (en) * | 2000-10-06 | 2003-05-11 | Arch Dev Corp | Method of controllably filling an array of small particles, method of controllably manipulating an array of optical traps, and apparatus for controllably manipulating an array of optical traps |
US20020121443A1 (en) * | 2000-11-13 | 2002-09-05 | Genoptix | Methods for the combined electrical and optical identification, characterization and/or sorting of particles |
US20020160470A1 (en) * | 2000-11-13 | 2002-10-31 | Genoptix | Methods and apparatus for generating and utilizing linear moving optical gradients |
US20030007894A1 (en) * | 2001-04-27 | 2003-01-09 | Genoptix | Methods and apparatus for use of optical forces for identification, characterization and/or sorting of particles |
US20020113204A1 (en) * | 2000-11-13 | 2002-08-22 | Genoptix | Apparatus for collection of sorted particles |
US6833542B2 (en) * | 2000-11-13 | 2004-12-21 | Genoptix, Inc. | Method for sorting particles |
US6936811B2 (en) * | 2000-11-13 | 2005-08-30 | Genoptix, Inc. | Method for separating micro-particles |
US6784420B2 (en) * | 2000-11-13 | 2004-08-31 | Genoptix, Inc. | Method of separating particles using an optical gradient |
US6744038B2 (en) | 2000-11-13 | 2004-06-01 | Genoptix, Inc. | Methods of separating particles using an optical gradient |
US20020123112A1 (en) * | 2000-11-13 | 2002-09-05 | Genoptix | Methods for increasing detection sensitivity in optical dielectric sorting systems |
US20020115163A1 (en) * | 2000-11-13 | 2002-08-22 | Genoptix | Methods for sorting particles by size and elasticity |
US6778724B2 (en) | 2000-11-28 | 2004-08-17 | The Regents Of The University Of California | Optical switching and sorting of biological samples and microparticles transported in a micro-fluidic device, including integrated bio-chip devices |
AU2002222273A1 (en) * | 2000-12-21 | 2002-07-01 | The University Court Of The University Of St Andrews | Optical rotation of microscopic particles |
US20040009540A1 (en) * | 2001-04-27 | 2004-01-15 | Genoptix, Inc | Detection and evaluation of cancer cells using optophoretic analysis |
US20030194755A1 (en) * | 2001-04-27 | 2003-10-16 | Genoptix, Inc. | Early detection of apoptotic events and apoptosis using optophoretic analysis |
US20030124516A1 (en) * | 2001-04-27 | 2003-07-03 | Genoptix, Inc. | Method of using optical interrogation to determine a biological property of a cell or population of cells |
US20040023310A1 (en) * | 2001-04-27 | 2004-02-05 | Genoptix, Inc | Quantitative determination of protein kinase C activation using optophoretic analysis |
US6416190B1 (en) | 2001-04-27 | 2002-07-09 | University Of Chicago | Apparatus for using optical tweezers to manipulate materials |
CN100353188C (zh) * | 2001-05-14 | 2007-12-05 | 阿尔利克斯公司 | 用于施加光学梯度力的改进的设备、系统和方法 |
DE10126083A1 (de) * | 2001-05-29 | 2002-12-05 | Gnothis Holding Sa Ecublens | Verwendung von optischen Diffraktionselementen in Nachweisverfahren |
US6639208B2 (en) * | 2001-06-06 | 2003-10-28 | University Of Chicago | Optical peristaltic pumping with optical traps |
CN1854778A (zh) | 2001-06-20 | 2006-11-01 | 阿尔利克斯公司 | 光开关和光路由器以及光滤波器 |
CA2451030A1 (en) * | 2001-06-20 | 2003-01-03 | Arryx, Inc. | Optical switches and routers and optical filters |
CA2451222A1 (en) * | 2001-06-20 | 2003-01-03 | Arryx, Inc. | Configurable dynamic three dimensional array |
EP1421365A1 (en) * | 2001-07-19 | 2004-05-26 | Tufts University | Optical array device and methods of use thereof for screening, analysis and manipulation of particles |
US20030021016A1 (en) * | 2001-07-27 | 2003-01-30 | Grier David G. | Parallel scanned laser confocal microscope |
US6733586B2 (en) | 2001-07-31 | 2004-05-11 | Illinois Institute Of Technology | High throughput non-photochemical laser induced nucleation |
US6596077B2 (en) | 2001-07-31 | 2003-07-22 | Illinois Institute Of Technology | Controlled nucleation of protein crystals |
US6734436B2 (en) | 2001-08-07 | 2004-05-11 | Sri International | Optical microfluidic devices and methods |
WO2003019241A2 (en) * | 2001-08-23 | 2003-03-06 | Asylum Research Corporation | Diffractive optical position detector |
KR20040072613A (ko) * | 2001-08-31 | 2004-08-18 | 아릭스 인코포레이티드 | 광학트랩을 이용한 광학도구 |
EP1444338A4 (en) * | 2001-11-15 | 2007-07-04 | Arryx Inc | PASTILLE WITH SAMPLES |
EP1459327A1 (en) * | 2001-12-21 | 2004-09-22 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Scanning x-ray microscope with a plurality of simultaneous x-ray probes on the sample |
US6737634B2 (en) * | 2002-01-16 | 2004-05-18 | The University Of Chicago | Use of multiple optical vortices for pumping, mixing and sorting |
WO2003065774A1 (en) * | 2002-01-29 | 2003-08-07 | Forskningscenter Risø | Multi-beam optical tweezers |
NZ536283A (en) * | 2002-04-10 | 2006-11-30 | Arryx Inc | Apparatus and method to generate and control optical traps to manipulate small particles |
US20040180363A1 (en) * | 2002-04-12 | 2004-09-16 | Dymeka Gossett Rooks Pitts Pllc | Configurable dynamic three dimensional array |
US20030211461A1 (en) * | 2002-05-01 | 2003-11-13 | Genoptix, Inc | Optophoretic detection of durgs exhibiting inhibitory effect on Bcr-Abl positive tumor cells |
US20040033539A1 (en) * | 2002-05-01 | 2004-02-19 | Genoptix, Inc | Method of using optical interrogation to determine a biological property of a cell or population of cells |
NZ537050A (en) * | 2002-05-14 | 2007-07-27 | Arryx Inc | Broad spectrum optically addressed sensor having colloidal particles which respond to a target stimulus |
US7324282B2 (en) * | 2002-05-14 | 2008-01-29 | Arryx, Inc. | Apparatus, system and method for applying optical gradient forces |
US20040184711A1 (en) | 2002-06-20 | 2004-09-23 | Kenneth Bradley | Optical switches and routers and optical filters |
US6897950B2 (en) * | 2002-07-16 | 2005-05-24 | East Carolina University | Laser tweezers and Raman spectroscopy systems and methods for the study of microscopic particles |
US7150834B2 (en) | 2003-07-31 | 2006-12-19 | Arryx, Inc. | Multiple laminar flow-based rate zonal or isopycnic separation with holographic optical trapping of blood cells and other static components |
US7699767B2 (en) | 2002-07-31 | 2010-04-20 | Arryx, Inc. | Multiple laminar flow-based particle and cellular separation with laser steering |
US11243494B2 (en) | 2002-07-31 | 2022-02-08 | Abs Global, Inc. | Multiple laminar flow-based particle and cellular separation with laser steering |
DK2270817T3 (en) | 2002-07-31 | 2015-07-27 | Premium Genetics Uk Ltd | System and method for sorting materials using holographic laser control |
US6863406B2 (en) * | 2002-08-01 | 2005-03-08 | The University Of Chicago | Apparatus and method for fabricating, sorting, and integrating materials with holographic optical traps |
US20040053209A1 (en) * | 2002-09-12 | 2004-03-18 | Genoptix, Inc | Detection and evaluation of topoisomerase inhibitors using optophoretic analysis |
US20040067167A1 (en) * | 2002-10-08 | 2004-04-08 | Genoptix, Inc. | Methods and apparatus for optophoretic diagnosis of cells and particles |
US20040121474A1 (en) * | 2002-12-19 | 2004-06-24 | Genoptix, Inc | Detection and evaluation of chemically-mediated and ligand-mediated t-cell activation using optophoretic analysis |
US20040121307A1 (en) * | 2002-12-19 | 2004-06-24 | Genoptix, Inc | Early detection of cellular differentiation using optophoresis |
DE10311315A1 (de) | 2003-03-14 | 2004-09-30 | Apibio Sas | Verfahren und Vorrichtung zur Detektion von Biomolekülen |
US7351953B2 (en) * | 2003-04-10 | 2008-04-01 | Arryx, Inc. | Apparatus and method to generate and control optical traps to manipulate small particles |
US7704320B2 (en) * | 2003-05-01 | 2010-04-27 | Colorado School Of Mines | Colloidal crystallization via applied fields |
CA2524786A1 (en) * | 2003-05-07 | 2004-11-25 | Novasite Pharmaceuticals, Inc. | Gain of function sorting for drug discovery and development |
US7233423B2 (en) | 2003-05-16 | 2007-06-19 | University Of Chicago | Optical fractionation methods and apparatus |
WO2005022147A1 (en) * | 2003-08-28 | 2005-03-10 | Celula, Inc. | Methods and apparatus for sorting cells using an optical switch in a microfluidic channel network |
KR101159867B1 (ko) * | 2003-09-12 | 2012-06-26 | 칼 짜이스 에스엠티 게엠베하 | 마이크로리소그래피 투사 노출 장치용 조명 시스템 |
FR2860886B1 (fr) * | 2003-10-14 | 2005-12-23 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de deplacement de particules |
US6943062B2 (en) * | 2003-10-20 | 2005-09-13 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Contaminant particle removal by optical tweezers |
TW200527013A (en) * | 2003-10-28 | 2005-08-16 | Arryx Inc | System and method for manipulating and processing materials using holographic optical trapping |
US7449679B2 (en) * | 2003-10-28 | 2008-11-11 | Arryx, Inc. | System and method for manipulating and processing materials using holographic optical trapping |
US7425345B2 (en) * | 2004-03-02 | 2008-09-16 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Apparatus and method for coating objects using an optical system |
US20090108190A1 (en) * | 2004-03-17 | 2009-04-30 | Arryx, Inc. | System and method for manipulating and processing materials using holographic optical trapping |
BR122016013290B1 (pt) | 2004-05-13 | 2021-04-20 | Anita Goel | dispositivo para amplificação de moléculas de ácido nucleico, dispositivo microfluídico para aplicação de tensão às moléculas de ácido nucléico e kits para processamento de molécula de ácido nucléico |
WO2006012352A2 (en) * | 2004-06-28 | 2006-02-02 | Haemonetics Corporation | Blood component separation system with stationary separation chamber |
GB0416498D0 (en) * | 2004-07-23 | 2004-08-25 | Council Cent Lab Res Councils | Optically controllable device |
GB0416496D0 (en) * | 2004-07-23 | 2004-08-25 | Council Of The Central Lab Of | Imaging device |
US20090002790A1 (en) * | 2004-10-28 | 2009-01-01 | Arryx, Inc. | System and method for manipulating and processing materials using holographic optical trapping |
US20060091015A1 (en) * | 2004-11-01 | 2006-05-04 | Applera Corporation | Surface modification for non-specific adsorption of biological material |
US7473890B2 (en) * | 2004-11-23 | 2009-01-06 | New York University | Manipulation of objects in potential energy landscapes |
US7330255B2 (en) * | 2004-12-09 | 2008-02-12 | University Of Chicago | Total internal reflection fluorescence apparatus |
WO2006063335A2 (en) * | 2004-12-10 | 2006-06-15 | Arryx, Inc. | Automated extraction and purification of samples using optical tweezers |
US20110177547A1 (en) * | 2004-12-10 | 2011-07-21 | Arryx, Inc. | Particle Sorting Using Fluid Streams |
CA2601739C (en) * | 2005-03-18 | 2013-06-25 | Danmarks Tekniske Universitet | Optical manipulation system using a plurality of optical traps |
US9268414B2 (en) * | 2005-04-11 | 2016-02-23 | Em Microelectronic-Marin Sa | Motion detection mechanism for laser illuminated optical mouse sensor |
US7981774B2 (en) * | 2005-07-08 | 2011-07-19 | New York University | Assembly of quasicrystalline photonic heterostructures |
WO2007008921A2 (en) * | 2005-07-12 | 2007-01-18 | Arryx, Inc. | Method and apparatus for forming multi-dimensional colloidal structures using holographic optical tweezers |
CN101313196A (zh) * | 2005-10-17 | 2008-11-26 | 阿而利克斯公司 | 利用空间调制的光学力显微术检测细胞变形性的设备和方法 |
US8149416B2 (en) * | 2005-10-17 | 2012-04-03 | Arryx, Inc. | Apparatus and method for dynamic cellular probing and diagnostics using holographic optical forcing array |
JP4786291B2 (ja) * | 2005-10-19 | 2011-10-05 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光ピンセット装置 |
EP1951741A4 (en) * | 2005-10-27 | 2011-06-01 | Life Technologies Corp | SURFACE MODIFICATION IN A HANDLING ROOM |
US7491928B2 (en) * | 2005-12-05 | 2009-02-17 | New York University | Extended optical traps by shape-phase holography |
US9878326B2 (en) | 2007-09-26 | 2018-01-30 | Colorado School Of Mines | Fiber-focused diode-bar optical trapping for microfluidic manipulation |
US9885644B2 (en) | 2006-01-10 | 2018-02-06 | Colorado School Of Mines | Dynamic viscoelasticity as a rapid single-cell biomarker |
US9487812B2 (en) | 2012-02-17 | 2016-11-08 | Colorado School Of Mines | Optical alignment deformation spectroscopy |
JP2007313378A (ja) * | 2006-05-23 | 2007-12-06 | Keio Gijuku | 光学的物質操作装置 |
US8405613B2 (en) * | 2006-06-16 | 2013-03-26 | Em Microelectronic-Marin Sa | Optimization of statistical movement measurement for optical mouse, with particular application to laser-illuminated surfaces |
WO2008005448A2 (en) * | 2006-07-03 | 2008-01-10 | Arryx, Inc. | Nanoscale masking and printing using patterned substrates |
WO2008127410A2 (en) * | 2006-11-07 | 2008-10-23 | New York University | Holographic microfabrication and characterization system for soft matter and biological systems |
US8331019B2 (en) * | 2007-01-26 | 2012-12-11 | New York University | Holographic microscopy of holographically trapped three-dimensional nanorod structures |
JP5514553B2 (ja) * | 2007-01-26 | 2014-06-04 | ニュー・ヨーク・ユニヴァーシティ | ホログラフィックにトラップされた3次元構造のホログラフィック顕微鏡法 |
EP2150806A4 (en) * | 2007-05-10 | 2013-01-02 | Pacific Biosciences California | METHODS AND SYSTEMS FOR ANALYZING FLUORESCENT MATERIAL WITH LIMITED AUTOFLUORESCENCE |
WO2009002537A1 (en) * | 2007-06-25 | 2008-12-31 | Tufts University | Optical array device and methods of use thereof for screening, analysis and manipulation of particles |
TWI394984B (zh) * | 2007-07-31 | 2013-05-01 | Raydium Semiconductor Corp | 光鑷夾產生裝置與使光鑷夾具有動量之方法以及微粒導引之光鑷夾光場圖形 |
CN101369469B (zh) * | 2007-08-15 | 2011-08-31 | 瑞鼎科技股份有限公司 | 光镊产生装置及使光镊具有动量的方法 |
US10722250B2 (en) | 2007-09-04 | 2020-07-28 | Colorado School Of Mines | Magnetic-field driven colloidal microbots, methods for forming and using the same |
CN101383197B (zh) * | 2007-09-05 | 2012-04-11 | 瑞鼎科技股份有限公司 | 变换光钳夹的装置与方法 |
US8067170B2 (en) * | 2007-09-11 | 2011-11-29 | Arryx, Inc. | Binding method and apparatus for sorting objects |
WO2009035621A1 (en) * | 2007-09-13 | 2009-03-19 | Arryx, Inc. | Methods and apparatuses for sorting objects in forensic dna analysis and medical diagnostics |
US8174742B2 (en) | 2008-03-14 | 2012-05-08 | New York University | System for applying optical forces from phase gradients |
US9316578B2 (en) | 2008-10-30 | 2016-04-19 | New York University | Automated real-time particle characterization and three-dimensional velocimetry with holographic video microscopy |
DE102008060332B4 (de) * | 2008-12-03 | 2013-01-10 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg | Verfahren zum Sortieren von mindestens einem Partikel mit einer mikrofluidischen Sortiervorrichtung mit optischer Pinzette |
US20100273681A1 (en) * | 2009-04-27 | 2010-10-28 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Combinatorial chemistry reaction cell with optical tweezers |
EP2507615A2 (en) * | 2009-12-22 | 2012-10-10 | New York University | Sorting colloidal particles into multiple channels with optical forces: prismatic optical fractionation |
US9811779B2 (en) * | 2010-03-06 | 2017-11-07 | Eric John Dluhos | Holographic computer system |
US10908066B2 (en) | 2010-11-16 | 2021-02-02 | 1087 Systems, Inc. | Use of vibrational spectroscopy for microfluidic liquid measurement |
US8859950B2 (en) * | 2012-06-25 | 2014-10-14 | The United States Of America As Represented By Secretary Of The Navy | Complete optical encapsulation of particulates |
FR3000410B1 (fr) * | 2013-01-02 | 2018-04-27 | Ecole Superieure De Physique Et De Chimie Industrielles De La Ville De Paris | Procedes et dispositifs de piegeage, de deplacement et de tri de particules contenues dans un fluide |
US8961904B2 (en) | 2013-07-16 | 2015-02-24 | Premium Genetics (Uk) Ltd. | Microfluidic chip |
US11796449B2 (en) | 2013-10-30 | 2023-10-24 | Abs Global, Inc. | Microfluidic system and method with focused energy apparatus |
WO2016077472A1 (en) | 2014-11-12 | 2016-05-19 | New York University | Colloidal fingerprints for soft materials using total holographic characterization |
CN105182520B (zh) * | 2015-07-21 | 2022-11-18 | 大连理工大学 | 斜入射光在拓扑绝缘体金属多层核-壳体表面产生可调谐非梯度光学力的方法 |
CN105182517B (zh) * | 2015-07-21 | 2022-11-18 | 大连理工大学 | 线偏振平面光波对衬底上方的硫族化物微粒的可调谐捕获和筛选的方法 |
DE102015215844B4 (de) * | 2015-08-19 | 2017-05-18 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Multiaperturabbildungsvorrichtung, tragbare Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Multiaperturabbildungsvorrichtung |
US11385157B2 (en) | 2016-02-08 | 2022-07-12 | New York University | Holographic characterization of protein aggregates |
US10073026B2 (en) | 2016-07-05 | 2018-09-11 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of Commerce | Optical particle sorter |
US11331670B2 (en) | 2018-05-23 | 2022-05-17 | Abs Global, Inc. | Systems and methods for particle focusing in microchannels |
US10559392B1 (en) * | 2019-01-04 | 2020-02-11 | Wisconsin Alumni Research Foundation | System and method for controlling particles using projected light |
WO2020215011A1 (en) | 2019-04-18 | 2020-10-22 | Abs Global, Inc. | System and process for continuous addition of cryoprotectant |
US11543338B2 (en) | 2019-10-25 | 2023-01-03 | New York University | Holographic characterization of irregular particles |
US11628439B2 (en) | 2020-01-13 | 2023-04-18 | Abs Global, Inc. | Single-sheath microfluidic chip |
US11948302B2 (en) | 2020-03-09 | 2024-04-02 | New York University | Automated holographic video microscopy assay |
RU202241U1 (ru) * | 2020-10-08 | 2021-02-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный университет геосистем и технологий» (СГУГиТ) | Субволновая оптическая ловушка в поле стоячей волны на основе фотонной струи |
CN112897458A (zh) * | 2021-01-20 | 2021-06-04 | 暨南大学 | 一种基于光镊系统的介质纳米颗粒的组装与固定方法 |
Family Cites Families (48)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3808550A (en) * | 1969-12-15 | 1974-04-30 | Bell Telephone Labor Inc | Apparatuses for trapping and accelerating neutral particles |
US3710279A (en) * | 1969-12-15 | 1973-01-09 | Bell Telephone Labor Inc | Apparatuses for trapping and accelerating neutral particles |
CA944466A (en) * | 1970-01-26 | 1974-03-26 | Western Electric Company, Incorporated | Guided raman devices |
US3808432A (en) * | 1970-06-04 | 1974-04-30 | Bell Telephone Labor Inc | Neutral particle accelerator utilizing radiation pressure |
US4023158A (en) * | 1973-10-15 | 1977-05-10 | International Telephone And Telegraph Corporation | Real three-dimension visual display arrangement |
US4127329A (en) * | 1976-12-21 | 1978-11-28 | Northeast Utilities Service Company | Raman scattering system and method for aerosol monitoring |
US4188538A (en) * | 1977-03-30 | 1980-02-12 | University Of Southern California | Efficient particle excitation |
US4265534A (en) * | 1977-12-23 | 1981-05-05 | Remijan Paul W | Optical apparatus and method for producing the same |
US4627689A (en) * | 1983-12-08 | 1986-12-09 | University Of Pittsburgh | Crystalline colloidal narrow band radiation filter |
US4827125A (en) * | 1987-04-29 | 1989-05-02 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Department Of Health And Human Services | Confocal scanning laser microscope having no moving parts |
US4893886A (en) * | 1987-09-17 | 1990-01-16 | American Telephone And Telegraph Company | Non-destructive optical trap for biological particles and method of doing same |
JPH0243590A (ja) * | 1988-08-03 | 1990-02-14 | Sharp Corp | ブレーズホログラムの製造方法 |
US5071597A (en) * | 1989-06-02 | 1991-12-10 | American Bank Note Holographics, Inc. | Plastic molding of articles including a hologram or other microstructure |
US5029791A (en) * | 1990-03-08 | 1991-07-09 | Candela Laser Corporation | Optics X-Y positioner |
US5198369A (en) * | 1990-04-25 | 1993-03-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Sample measuring method using agglomeration reaction of microcarriers |
US5079169A (en) * | 1990-05-22 | 1992-01-07 | The Regents Of The Stanford Leland Junior University | Method for optically manipulating polymer filaments |
AU8055391A (en) * | 1990-06-01 | 1991-12-31 | Research Corporation Technologies, Inc. | An improved frequency standard using an atomic stream of optically cooled atoms |
US5245466A (en) * | 1990-08-15 | 1993-09-14 | President And Fellows Of Harvard University And Rowland Institute | Optical matter |
US5113286A (en) * | 1990-09-27 | 1992-05-12 | At&T Bell Laboratories | Diffraction grating apparatus and method of forming a surface relief pattern in diffraction grating apparatus |
CA2057506C (en) * | 1990-12-13 | 2003-05-13 | Keiji Sasaki | Laser trapping and method for applications thereof |
JPH0588107A (ja) * | 1991-09-27 | 1993-04-09 | Olympus Optical Co Ltd | 光ピンセツト装置 |
JP3018687B2 (ja) * | 1991-12-12 | 2000-03-13 | 松下電器産業株式会社 | 走査型レーザー顕微鏡 |
JPH05203878A (ja) * | 1992-01-27 | 1993-08-13 | Jeol Ltd | 走査型レーザー顕微鏡 |
JPH05323110A (ja) * | 1992-05-22 | 1993-12-07 | Hitachi Koki Co Ltd | 多ビーム発生素子 |
US5374556A (en) * | 1992-07-23 | 1994-12-20 | Cell Robotics, Inc. | Flexure structure for stage positioning |
US5364744A (en) * | 1992-07-23 | 1994-11-15 | Cell Robotics, Inc. | Method for the manufacture of an optical manipulation chamber |
US5386426A (en) * | 1992-09-10 | 1995-01-31 | Hughes Aircraft Company | Narrow bandwidth laser array system |
US5452123A (en) * | 1992-12-30 | 1995-09-19 | University Of Pittsburgh Of The Commonwealth System Of Higher Education | Method of making an optically nonlinear switched optical device and related devices |
DE4300698A1 (de) * | 1993-01-13 | 1994-07-14 | Raimund Schuetze | Vorrichtung und Verfahren zur Handhabung, Bearbeitung und Beobachtung kleiner Teilchen, insbesondere biologischer Teilchen |
US5327515A (en) * | 1993-01-14 | 1994-07-05 | At&T Laboratories | Method for forming a Bragg grating in an optical medium |
US5473471A (en) * | 1993-04-16 | 1995-12-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Complex lens with diffraction grating |
JPH0735994A (ja) * | 1993-07-22 | 1995-02-07 | Asahi Optical Co Ltd | レーザ描画装置 |
US5445011A (en) * | 1993-09-21 | 1995-08-29 | Ghislain; Lucien P. | Scanning force microscope using an optical trap |
US5512745A (en) * | 1994-03-09 | 1996-04-30 | Board Of Trustees Of The Leland Stanford Jr. University | Optical trap system and method |
JP3474652B2 (ja) * | 1994-11-11 | 2003-12-08 | 株式会社モリテックス | 多点レーザトラッピング装置及びその方法 |
US5629802A (en) * | 1995-01-05 | 1997-05-13 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Spatially multiplexed optical signal processor |
US5953166A (en) * | 1995-03-22 | 1999-09-14 | Moritex Corporation | Laser trapping apparatus |
US5776674A (en) * | 1995-06-05 | 1998-07-07 | Seq, Ltd | Chemical biochemical and biological processing in thin films |
JPH0989780A (ja) * | 1995-09-19 | 1997-04-04 | Hitachi Ltd | 光学測定装置 |
WO1997029509A1 (en) * | 1996-02-09 | 1997-08-14 | Philips Electronics N.V. | Laser separation of semiconductor elements formed in a wafer of semiconductor material |
US5952651A (en) * | 1996-06-10 | 1999-09-14 | Moritex Corporation | Laser manipulation apparatus and cell plate used therefor |
US5986781A (en) * | 1996-10-28 | 1999-11-16 | Pacific Holographics, Inc. | Apparatus and method for generating diffractive element using liquid crystal display |
TW356528B (en) * | 1997-04-02 | 1999-04-21 | Ind Tech Res Inst | Full image separation device |
US5939716A (en) * | 1997-04-02 | 1999-08-17 | Sandia Corporation | Three-dimensional light trap for reflective particles |
US6055106A (en) * | 1998-02-03 | 2000-04-25 | Arch Development Corporation | Apparatus for applying optical gradient forces |
US6416190B1 (en) * | 2001-04-27 | 2002-07-09 | University Of Chicago | Apparatus for using optical tweezers to manipulate materials |
US6737634B2 (en) * | 2002-01-16 | 2004-05-18 | The University Of Chicago | Use of multiple optical vortices for pumping, mixing and sorting |
US6863406B2 (en) * | 2002-08-01 | 2005-03-08 | The University Of Chicago | Apparatus and method for fabricating, sorting, and integrating materials with holographic optical traps |
-
1998
- 1998-02-03 US US09/017,923 patent/US6055106A/en not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-02-03 JP JP2000529623A patent/JP3895545B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1999-02-03 EP EP99904575A patent/EP1053492B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-02-03 DE DE69931346T patent/DE69931346T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-02-03 EP EP06001156A patent/EP1666926B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-02-03 WO PCT/US1999/002369 patent/WO1999039223A1/en active IP Right Grant
- 1999-02-03 AU AU24949/99A patent/AU2494999A/en not_active Abandoned
-
2000
- 2000-01-31 US US09/495,064 patent/US6624940B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-05-22 HK HK01103520A patent/HK1033855A1/xx not_active IP Right Cessation
-
2003
- 2003-09-22 US US10/605,319 patent/US7227688B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2006
- 2006-07-31 JP JP2006208531A patent/JP4897382B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2006-11-30 HK HK06113127.3A patent/HK1092541A1/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
HK1033855A1 (en) | 2001-09-28 |
US20040105158A1 (en) | 2004-06-03 |
JP2007030162A (ja) | 2007-02-08 |
WO1999039223A1 (en) | 1999-08-05 |
JP2002502043A (ja) | 2002-01-22 |
EP1666926B1 (en) | 2012-10-17 |
HK1092541A1 (en) | 2007-02-09 |
DE69931346D1 (de) | 2006-06-22 |
EP1053492A1 (en) | 2000-11-22 |
DE69931346T2 (de) | 2007-05-10 |
EP1053492B1 (en) | 2006-05-17 |
EP1666926A2 (en) | 2006-06-07 |
US6055106A (en) | 2000-04-25 |
AU2494999A (en) | 1999-08-16 |
US7227688B2 (en) | 2007-06-05 |
EP1666926A3 (en) | 2007-03-28 |
EP1053492A4 (en) | 2002-05-22 |
JP4897382B2 (ja) | 2012-03-14 |
US6624940B1 (en) | 2003-09-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3895545B2 (ja) | 光学的勾配力を適用するための装置 | |
JP4148776B2 (ja) | 光勾配力を適用する装置 | |
EP1864176B1 (en) | Optical manipulation system using a plurality of optical traps | |
US7161140B2 (en) | Apparatus and method to generate and control optical traps to manipulate small particles | |
US7351953B2 (en) | Apparatus and method to generate and control optical traps to manipulate small particles | |
US7324282B2 (en) | Apparatus, system and method for applying optical gradient forces | |
AU2002243203A1 (en) | Apparatus for applying optical gradient forces | |
US7133203B2 (en) | Apparatus for applying optical gradient forces | |
Mu et al. | Dynamic control of defects in a two-dimensional optically assisted assembly |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050218 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20050405 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20050405 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20050414 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20050405 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20050516 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20050525 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050817 |
|
A524 | Written submission of copy of amendment under article 19 pct |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A524 Effective date: 20050817 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20050817 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060502 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060508 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060731 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20060908 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20061114 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061214 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091222 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101222 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111222 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121222 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121222 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131222 Year of fee payment: 7 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |