JPH0943434A - 光ピンセット - Google Patents
光ピンセットInfo
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- JPH0943434A JPH0943434A JP7198371A JP19837195A JPH0943434A JP H0943434 A JPH0943434 A JP H0943434A JP 7198371 A JP7198371 A JP 7198371A JP 19837195 A JP19837195 A JP 19837195A JP H0943434 A JPH0943434 A JP H0943434A
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- Japan
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- optical fiber
- optical
- observation object
- light
- focusing
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光学系が比較的簡単で、観察対象物を３次元
的に任意な位置に非接触で移動操作することができる光
ピンセットを提供する。 【解決手段】 レーザ光源１４から出力された光は、光
コネクタ１３を介して光ファイバ１１に導かれ、その先
端部分１５から観察対象物２に対して出射される。先端
部分１５の集束出射端部２１を介して出射されたレーザ
光は、ビームウエスト位置ｚf で出射時のビームスポッ
トサイズより絞られるため、観察対象物２に対してビー
ムウエスト位置ｚf 方向の力Ｆが働いて観察対象物２が
捕捉され、微動装置１２を制御して光ファイバ１１を３
次元的に移動させることにより、観察対象物２を移動操
作する。
的に任意な位置に非接触で移動操作することができる光
ピンセットを提供する。 【解決手段】 レーザ光源１４から出力された光は、光
コネクタ１３を介して光ファイバ１１に導かれ、その先
端部分１５から観察対象物２に対して出射される。先端
部分１５の集束出射端部２１を介して出射されたレーザ
光は、ビームウエスト位置ｚf で出射時のビームスポッ
トサイズより絞られるため、観察対象物２に対してビー
ムウエスト位置ｚf 方向の力Ｆが働いて観察対象物２が
捕捉され、微動装置１２を制御して光ファイバ１１を３
次元的に移動させることにより、観察対象物２を移動操
作する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ピンセットに関
し、特に微粒子や細胞などの微少な観察対象物に対して
光を照射することにより、観察対象物を非接触で操作す
る光ピンセットに関するものである。
し、特に微粒子や細胞などの微少な観察対象物に対して
光を照射することにより、観察対象物を非接触で操作す
る光ピンセットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、微粒子や細胞などの微少な観察対
象物を操作するためマニピュレータとして、観察対象物
に対して光を照射することにより、観察対象物自体に電
荷を誘起させ、その電荷に基づくクーロン力によって、
観察対象物を移動操作する光ピンセットが知られている
（例えば、特開平６−２０２００３号公報など）。
象物を操作するためマニピュレータとして、観察対象物
に対して光を照射することにより、観察対象物自体に電
荷を誘起させ、その電荷に基づくクーロン力によって、
観察対象物を移動操作する光ピンセットが知られている
（例えば、特開平６−２０２００３号公報など）。
【０００３】また、これと同様なマニピュレータとし
て、レーザ光のビームをレンズで強く集束させて、光の
放射圧を利用して観察対象物を捕捉（トラップ）し、ビ
ームの位置を移動させることにより観察対象物を移動操
作するものが提案されている（例えば、「応用物理」第
６３巻、第５号、ｐ．４８３〜４８６など）。
て、レーザ光のビームをレンズで強く集束させて、光の
放射圧を利用して観察対象物を捕捉（トラップ）し、ビ
ームの位置を移動させることにより観察対象物を移動操
作するものが提案されている（例えば、「応用物理」第
６３巻、第５号、ｐ．４８３〜４８６など）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】したがって、このよう
な従来のマニピュレータでは、前者のクーロン力を利用
した方法によれば、観察対象物と電荷を誘起させるため
の固定部とが接触せざるを得ず、また観察対象物を３次
元的に任意な位置へ移動させることは困難であった。一
方、後者のレーザビームの放射圧を利用した方法によれ
ば、レンズにより集束させたレーザビームを観察対象物
まで導く必要があるため光学系が複雑となり、また前述
と同様に、観察対象物を３次元的に任意な位置へ移動さ
せることは困難であった。本発明はこのような課題を解
決するためのものであり、光学系が比較的簡単で、観察
対象物を３次元的に任意な位置に非接触で移動操作する
ことができる光ピンセットを提供することを目的として
いる。
な従来のマニピュレータでは、前者のクーロン力を利用
した方法によれば、観察対象物と電荷を誘起させるため
の固定部とが接触せざるを得ず、また観察対象物を３次
元的に任意な位置へ移動させることは困難であった。一
方、後者のレーザビームの放射圧を利用した方法によれ
ば、レンズにより集束させたレーザビームを観察対象物
まで導く必要があるため光学系が複雑となり、また前述
と同様に、観察対象物を３次元的に任意な位置へ移動さ
せることは困難であった。本発明はこのような課題を解
決するためのものであり、光学系が比較的簡単で、観察
対象物を３次元的に任意な位置に非接触で移動操作する
ことができる光ピンセットを提供することを目的として
いる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明による光ピンセットは、先端部分に出
射光を集束させるための集束出射端部を有する光ファイ
バと、この光ファイバを支持して先端部分を微動移動さ
せる微動装置と、光ファイバに対して光を供給する光源
とを備え、光ファイバの集束出射端部から出射された光
を観察対象物に照射することにより観察対象物を捕捉
し、微動装置によって光ファイバを微動させることによ
り観察対象物を移動操作するようにしたものである。ま
た、光ファイバは、集束出射端部として先球テーパ構
造、あるいは分布型屈折率構造を有するものである。
るために、本発明による光ピンセットは、先端部分に出
射光を集束させるための集束出射端部を有する光ファイ
バと、この光ファイバを支持して先端部分を微動移動さ
せる微動装置と、光ファイバに対して光を供給する光源
とを備え、光ファイバの集束出射端部から出射された光
を観察対象物に照射することにより観察対象物を捕捉
し、微動装置によって光ファイバを微動させることによ
り観察対象物を移動操作するようにしたものである。ま
た、光ファイバは、集束出射端部として先球テーパ構
造、あるいは分布型屈折率構造を有するものである。
【０００６】また、光ファイバは、集束出射端部として
先球テーパ構造を有し、光源は、ＹＡＧレーザからなる
ものである。したがって、光ファイバの先端部分に設け
られた集束出射端部を介して出射されたレーザ光が、ビ
ームウエスト位置で出射時のビームスポットサイズより
絞られ、観察対象物に対してビームウエスト位置方向の
力が働いて、観察対象物が捕捉され、微動装置により光
ファイバを移動させることにより、観察対象物が操作さ
れる。
先球テーパ構造を有し、光源は、ＹＡＧレーザからなる
ものである。したがって、光ファイバの先端部分に設け
られた集束出射端部を介して出射されたレーザ光が、ビ
ームウエスト位置で出射時のビームスポットサイズより
絞られ、観察対象物に対してビームウエスト位置方向の
力が働いて、観察対象物が捕捉され、微動装置により光
ファイバを移動させることにより、観察対象物が操作さ
れる。
【０００７】また、光ファイバは、その先端部分と集束
出射端部との間に、光のフィールドを拡大するフィール
ド拡大部を有するものである。したがって、光ファイバ
の先端部分から出射されたレーザ光のフィールドが、フ
ィールド拡大部により拡大されて集束出射端部に入射
し、観察対象物に出射される光のビームウエスト位置に
おける集束角が大きくなる。
出射端部との間に、光のフィールドを拡大するフィール
ド拡大部を有するものである。したがって、光ファイバ
の先端部分から出射されたレーザ光のフィールドが、フ
ィールド拡大部により拡大されて集束出射端部に入射
し、観察対象物に出射される光のビームウエスト位置に
おける集束角が大きくなる。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。図１は本発明の一実施の形態である光ピ
ンセットおよびこれを用いた実験システムの構成図であ
り、同図において、１は光ピンセット、２は微粒子や細
胞などの微細な観察対象物、３は顕微鏡、４はＣＣＤカ
メラ、５はＣＣＤカメラ４により撮影した顕微鏡３から
の画像を表示するモニタ、６はその画像を録画再生する
ＶＴＲである。光ピンセット１において、１１は光ファ
イバ、１２は光ファイバ１１の先端部分１５を３次元的
に任意の位置に微動移動させるための微動装置、１３は
光コネクタ、１４はレーザ光源である。
して説明する。図１は本発明の一実施の形態である光ピ
ンセットおよびこれを用いた実験システムの構成図であ
り、同図において、１は光ピンセット、２は微粒子や細
胞などの微細な観察対象物、３は顕微鏡、４はＣＣＤカ
メラ、５はＣＣＤカメラ４により撮影した顕微鏡３から
の画像を表示するモニタ、６はその画像を録画再生する
ＶＴＲである。光ピンセット１において、１１は光ファ
イバ、１２は光ファイバ１１の先端部分１５を３次元的
に任意の位置に微動移動させるための微動装置、１３は
光コネクタ、１４はレーザ光源である。
【０００９】次に、図１を参照して、本発明の動作を説
明する。レーザ光源１４から出力された光は、光コネク
タ１３を介して光ファイバ１１に導かれ、その先端部分
１５から観察対象物２に対して出射される。これにより
観察対象物２が捕捉（トラップ）され、微動装置１２を
制御して光ファイバ１１の先端部分１５を３次元的に移
動させることにより、観察対象物２を移動操作する。先
端部分１５および観察対象物２の動きは、顕微鏡３によ
り観察され、特に顕微鏡３に設けられた落射照明装置に
より照明され、その映像がＣＣＤカメラ４により撮影さ
れてモニタ５に表示されるとともに、必要に応じてＶＴ
Ｒ６で録画される。
明する。レーザ光源１４から出力された光は、光コネク
タ１３を介して光ファイバ１１に導かれ、その先端部分
１５から観察対象物２に対して出射される。これにより
観察対象物２が捕捉（トラップ）され、微動装置１２を
制御して光ファイバ１１の先端部分１５を３次元的に移
動させることにより、観察対象物２を移動操作する。先
端部分１５および観察対象物２の動きは、顕微鏡３によ
り観察され、特に顕微鏡３に設けられた落射照明装置に
より照明され、その映像がＣＣＤカメラ４により撮影さ
れてモニタ５に表示されるとともに、必要に応じてＶＴ
Ｒ６で録画される。
【００１０】レーザ光源１４としては、例えば波長が
１．０６μｍのＹＡＧレーザの連続発振光や、波長が
１．５５μｍの半導体レーザなどを用いる。光ファイバ
１１は、シングルモードファイバからなり、図２に示す
ように、クラッド１６とコア１７とから構成されてい
る。特に、その先端部分１５は、出射光を集束させるた
めの集束出射端部２１として、テーパ２２を有している
とともに、コア１７の先端２３が半径Ｒf （例えば、５
μｍ程度）の球状に加工（例えば、研磨）された先球テ
ーパ構造となっている。
１．０６μｍのＹＡＧレーザの連続発振光や、波長が
１．５５μｍの半導体レーザなどを用いる。光ファイバ
１１は、シングルモードファイバからなり、図２に示す
ように、クラッド１６とコア１７とから構成されてい
る。特に、その先端部分１５は、出射光を集束させるた
めの集束出射端部２１として、テーパ２２を有している
とともに、コア１７の先端２３が半径Ｒf （例えば、５
μｍ程度）の球状に加工（例えば、研磨）された先球テ
ーパ構造となっている。
【００１１】この場合、観察対象物２として、直径５μ
ｍ程度のガラスの微小球を用い、エチルアルコール中に
分散させた。観察対象物２は、光ファイバ１１のコア１
７から出射されたレーザ光のビームウエスト位置ｚf に
向かって引きつけられる。これは、先球テーパ構造の光
ファイバ１１から出射されたレーザ光が、出射端でｗo
のビームスポットサイズを有していたものが、ビームウ
エスト位置ｚf でｗf （ｗo ＞ｗf ）のビームスポット
サイズに絞られるために、観察対象物２に対してビーム
ウエスト位置ｚf 方向の力Ｆが働くからである。
ｍ程度のガラスの微小球を用い、エチルアルコール中に
分散させた。観察対象物２は、光ファイバ１１のコア１
７から出射されたレーザ光のビームウエスト位置ｚf に
向かって引きつけられる。これは、先球テーパ構造の光
ファイバ１１から出射されたレーザ光が、出射端でｗo
のビームスポットサイズを有していたものが、ビームウ
エスト位置ｚf でｗf （ｗo ＞ｗf ）のビームスポット
サイズに絞られるために、観察対象物２に対してビーム
ウエスト位置ｚf 方向の力Ｆが働くからである。
【００１２】実験では、レーザ光源１４として前述のＹ
ＡＧレーザおよび半導体レーザのいずれを用いた場合で
も、光ファイバ１１の先端から、ほぼ３０μｍの位置に
観察対象物２が捕捉されることが確認された。特に、実
験では、ビームスポットサイズｗo が５μｍ、先球の半
径Ｒf が５μｍのシングルモードの光ファイバ１１を用
いた。
ＡＧレーザおよび半導体レーザのいずれを用いた場合で
も、光ファイバ１１の先端から、ほぼ３０μｍの位置に
観察対象物２が捕捉されることが確認された。特に、実
験では、ビームスポットサイズｗo が５μｍ、先球の半
径Ｒf が５μｍのシングルモードの光ファイバ１１を用
いた。
【００１３】これらの値からビームウエスト位置ｚf お
よびビームウエスト位置ｚf でのビームスポットサイズ
ｗo を計算すれば、それぞれ３６μｍおよび３μｍとな
り、ほぼ前述の実験結果と一致する。また、観察対象物
２を１つ捕捉するのに必要な最少光パワーは、約１ｍＷ
であり、レーザ光源１４として前述のＹＡＧレーザおよ
び半導体レーザのいずれを用いた場合でも、最少光パワ
ーについての差異はほとんど認められなかった。
よびビームウエスト位置ｚf でのビームスポットサイズ
ｗo を計算すれば、それぞれ３６μｍおよび３μｍとな
り、ほぼ前述の実験結果と一致する。また、観察対象物
２を１つ捕捉するのに必要な最少光パワーは、約１ｍＷ
であり、レーザ光源１４として前述のＹＡＧレーザおよ
び半導体レーザのいずれを用いた場合でも、最少光パワ
ーについての差異はほとんど認められなかった。
【００１４】このように、比較的簡単でかつ柔軟に扱う
ことができる光ファイバ１１により、レーザ光を観察対
象物２まで導くようにしたので、光学系を複雑化させる
ことなく、観察対象物２を非接触にて３次元的に任意な
位置へ移動操作することができる。また、光ファイバ１
１とレーザ光源１４とを光コネクタ１３で接続するよう
にしたので、波長などの異なる複数の光源を容易に選択
接続できる。
ことができる光ファイバ１１により、レーザ光を観察対
象物２まで導くようにしたので、光学系を複雑化させる
ことなく、観察対象物２を非接触にて３次元的に任意な
位置へ移動操作することができる。また、光ファイバ１
１とレーザ光源１４とを光コネクタ１３で接続するよう
にしたので、波長などの異なる複数の光源を容易に選択
接続できる。
【００１５】また、光ファイバ１１の集束出射端部２１
を先球テーパ構造としたので、比較的簡単かつ微細な構
成により、出射する光を集束させることが可能となる。
さらに、光ファイバ１１自体が非常に細いため、複数の
光ピンセットを接近させ配置することができるととも
に、観察対象物２を捕捉する位置が確認しやすく、光フ
ァイバ１１の先端で捕捉する位置を指し示すことができ
る。
を先球テーパ構造としたので、比較的簡単かつ微細な構
成により、出射する光を集束させることが可能となる。
さらに、光ファイバ１１自体が非常に細いため、複数の
光ピンセットを接近させ配置することができるととも
に、観察対象物２を捕捉する位置が確認しやすく、光フ
ァイバ１１の先端で捕捉する位置を指し示すことができ
る。
【００１６】次に、図３を参照して、本発明の第２の実
施の形態を説明する。図３は、光ファイバ１１の先端部
分１５を示す構成図であり、特に、先端部分１５に分布
型屈折率構造を有する場合を示している。同図におい
て、３１は光ファイバ１１の先端部分１５に集束出射端
部２１として設けられた集束性ロッドレンズ（分布型屈
折率構造）である。
施の形態を説明する。図３は、光ファイバ１１の先端部
分１５を示す構成図であり、特に、先端部分１５に分布
型屈折率構造を有する場合を示している。同図におい
て、３１は光ファイバ１１の先端部分１５に集束出射端
部２１として設けられた集束性ロッドレンズ（分布型屈
折率構造）である。
【００１７】この場合も、前述（図２参照）と同様に、
集束性ロッドレンズ３１を介して出射されたレーザ光
が、集束性ロッドレンズ３１から所定の位置、すなわち
ビームウエスト位置ｚf で、出射時のビームスポットサ
イズより絞られる。これにより、観察対象物２に対して
ビームウエスト位置ｚf 方向の力Ｆが働いて、観察対象
物２が捕捉されるものとなる。このように、光ファイバ
１１の集束出射端部２１を分布型屈折率構造としたの
で、比較的簡単かつ微細な構成により、出射する光を集
束させることが可能となる。
集束性ロッドレンズ３１を介して出射されたレーザ光
が、集束性ロッドレンズ３１から所定の位置、すなわち
ビームウエスト位置ｚf で、出射時のビームスポットサ
イズより絞られる。これにより、観察対象物２に対して
ビームウエスト位置ｚf 方向の力Ｆが働いて、観察対象
物２が捕捉されるものとなる。このように、光ファイバ
１１の集束出射端部２１を分布型屈折率構造としたの
で、比較的簡単かつ微細な構成により、出射する光を集
束させることが可能となる。
【００１８】次に、図４を参照して、本発明の第３の実
施の形態を説明する。図４は、光ファイバ１１の先端部
分１５を示す構成図であり、特に、先端部分１５と集束
出射端部２１との間に光のフィールドを拡大するフィー
ルド拡大部４１を有する場合を示している。
施の形態を説明する。図４は、光ファイバ１１の先端部
分１５を示す構成図であり、特に、先端部分１５と集束
出射端部２１との間に光のフィールドを拡大するフィー
ルド拡大部４１を有する場合を示している。
【００１９】観察対象物２を引きつける力Ｆは、光ファ
イバ１１から出射されるビームの焦点すなわちビームウ
エスト位置ｚf における集束角（絞り込み角）θに比例
することが知られている。ここでは、光ファイバ１１の
先端部分１５に設けられた集束出射端部２１へ入射する
光のフィールドをフィールド拡大部４１にて拡大するこ
とにより、出射されるビームの焦点における集束角θを
大きくするようにしたものである。
イバ１１から出射されるビームの焦点すなわちビームウ
エスト位置ｚf における集束角（絞り込み角）θに比例
することが知られている。ここでは、光ファイバ１１の
先端部分１５に設けられた集束出射端部２１へ入射する
光のフィールドをフィールド拡大部４１にて拡大するこ
とにより、出射されるビームの焦点における集束角θを
大きくするようにしたものである。
【００２０】図４において、（ａ）はフィールド拡大部
４１によって拡大されたレーザ光のフィールド、（ｂ）
はフィールドを拡大しない場合の通常のフィールドを示
している。集束出射端部２１へ入射する光レーザのフィ
ールドを拡大することにより、ビームウエスト位置ｚf
での集束角θa が通常時の集束角θb より大きくなり、
観察対象物２を引きつける力Ｆも大きくなる。
４１によって拡大されたレーザ光のフィールド、（ｂ）
はフィールドを拡大しない場合の通常のフィールドを示
している。集束出射端部２１へ入射する光レーザのフィ
ールドを拡大することにより、ビームウエスト位置ｚf
での集束角θa が通常時の集束角θb より大きくなり、
観察対象物２を引きつける力Ｆも大きくなる。
【００２１】実験では、フィールド拡大部４１として、
放電による熱拡散の方法をとった光ファイバを用いた。
実際には、集束出射端部２１への入射ビームスポットサ
イズを５μｍから約９μｍまで拡大することができ、こ
れにより、観察対象物２を引きつける力Ｆが強くなり、
観察対象物２を捕捉するのに要するレーザ光の最少光パ
ワーを、前述の１ｍＷから０．６ｍＷまで低減できるこ
とが確認された。
放電による熱拡散の方法をとった光ファイバを用いた。
実際には、集束出射端部２１への入射ビームスポットサ
イズを５μｍから約９μｍまで拡大することができ、こ
れにより、観察対象物２を引きつける力Ｆが強くなり、
観察対象物２を捕捉するのに要するレーザ光の最少光パ
ワーを、前述の１ｍＷから０．６ｍＷまで低減できるこ
とが確認された。
【００２２】このように、光ファイバ１１の集束出射端
部２１と先端部分１５との間に、フィールド拡大部４１
を設けて、集束出射端部２１に入射する光のフィールド
を拡大するようにしたので、観察対象物２に出射される
光のビームウエスト位置における集束角を大きくするこ
とができ、より大きな力で観察対象物２を捕捉すること
が可能となる。
部２１と先端部分１５との間に、フィールド拡大部４１
を設けて、集束出射端部２１に入射する光のフィールド
を拡大するようにしたので、観察対象物２に出射される
光のビームウエスト位置における集束角を大きくするこ
とができ、より大きな力で観察対象物２を捕捉すること
が可能となる。
【００２３】なお、以上の説明において、観察対象物２
を液体（エチルアルコール）中に分散させた場合、すな
わち液体系を例に説明したが、これに限られるものでは
なく、光ファイバを用いてレーザ光を導くことから完全
密封系とすることができ、例えば真空系にも利用するこ
とが可能となる。
を液体（エチルアルコール）中に分散させた場合、すな
わち液体系を例に説明したが、これに限られるものでは
なく、光ファイバを用いてレーザ光を導くことから完全
密封系とすることができ、例えば真空系にも利用するこ
とが可能となる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、先端部
分に出射光を集束させるための集束出射端部を有する光
ファイバと、この光ファイバを支持して先端部分を微動
移動させる微動装置と、光ファイバに対して光を供給す
る光源とを設けて、光ファイバの集束出射端部から出射
された光を観察対象物に照射することにより観察対象物
を捕捉し、微動装置によって光ファイバを微動させるこ
とにより観察対象物を移動操作するようにしたので、従
来と比べて、光学系を複雑化させることなく、観察対象
物を非接触にて３次元的に任意な位置へ移動操作するこ
とが可能となる。
分に出射光を集束させるための集束出射端部を有する光
ファイバと、この光ファイバを支持して先端部分を微動
移動させる微動装置と、光ファイバに対して光を供給す
る光源とを設けて、光ファイバの集束出射端部から出射
された光を観察対象物に照射することにより観察対象物
を捕捉し、微動装置によって光ファイバを微動させるこ
とにより観察対象物を移動操作するようにしたので、従
来と比べて、光学系を複雑化させることなく、観察対象
物を非接触にて３次元的に任意な位置へ移動操作するこ
とが可能となる。
【００２５】また、光ファイバの集束出射端部を先球テ
ーパ構造、または分布型屈折率構造から構成するように
したので、比較的簡単かつ微細な構成により、出射する
光を集束させることが可能となる。また、光ファイバの
集束出射端部を先球テーパ構造から構成し、光源として
ＹＡＧレーザを用いたので、半導体レーザを光源として
用いた場合と比較して、簡単な構成により格段に大きな
光パワーを集束させることができ、より重さがある観察
対象物や、より大きなサイズの観察対象物を捕捉するこ
とが可能となる。
ーパ構造、または分布型屈折率構造から構成するように
したので、比較的簡単かつ微細な構成により、出射する
光を集束させることが可能となる。また、光ファイバの
集束出射端部を先球テーパ構造から構成し、光源として
ＹＡＧレーザを用いたので、半導体レーザを光源として
用いた場合と比較して、簡単な構成により格段に大きな
光パワーを集束させることができ、より重さがある観察
対象物や、より大きなサイズの観察対象物を捕捉するこ
とが可能となる。
【００２６】また、光ファイバの先端部分と集束出射端
部との間にフィールド拡大部を設けて、集束出射端部に
入射する光のフィールドを拡大するようにしたので、観
察対象物に出射される光のビームウエスト位置における
集束角を大きくすることができ、より大きな力で観察対
象物を捕捉することが可能となるとともに、比較的小さ
い光パワーで観察対象物を捕捉することが可能となる。
部との間にフィールド拡大部を設けて、集束出射端部に
入射する光のフィールドを拡大するようにしたので、観
察対象物に出射される光のビームウエスト位置における
集束角を大きくすることができ、より大きな力で観察対
象物を捕捉することが可能となるとともに、比較的小さ
い光パワーで観察対象物を捕捉することが可能となる。
【図１】 本発明の一実施の形態による光ピンセットを
用いた実験システムを示す構成図である。
用いた実験システムを示す構成図である。
【図２】 光ピンセットの先端部分（先球テーパ構造）
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図３】 本発明の第２の実施の形態による光ピンセッ
トの先端部分（分布型屈折率構造）を示す説明図であ
る。
トの先端部分（分布型屈折率構造）を示す説明図であ
る。
【図４】 本発明の第３の実施の形態による光ピンセッ
トの先端部分（フィールド拡大部）を示す説明図であ
る。
トの先端部分（フィールド拡大部）を示す説明図であ
る。
１…光ピンセット、２…観察対象物、３…顕微鏡、４…
ＣＣＤカメラ、５…モニタ、６…ＶＴＲ、１１…光ファ
イバ、１２…微動装置、１３…光コネクタ、１４…レー
ザ光源、１５…先端部分、１６…クラッド、１７…コ
ア、２１…集束出射端部、２２…テーパ、２３…コア先
端、３１…分布型屈折率構造、４１…フィールド拡大
部。
ＣＣＤカメラ、５…モニタ、６…ＶＴＲ、１１…光ファ
イバ、１２…微動装置、１３…光コネクタ、１４…レー
ザ光源、１５…先端部分、１６…クラッド、１７…コ
ア、２１…集束出射端部、２２…テーパ、２３…コア先
端、３１…分布型屈折率構造、４１…フィールド拡大
部。
Claims (5)
- 【請求項１】 微粒子や細胞などの微小な観察対象物を
非接触で操作するマニピュレータにおいて、 先端部分に出射光を集束させるための集束出射端部を有
する光ファイバと、 この光ファイバを支持して前記先端部分を微動移動させ
る微動装置と、 前記光ファイバに対して光を供給する光源とを備え、 前記光ファイバの集束出射端部から出射された光を観察
対象物に照射することにより前記観察対象物を捕捉し、
前記微動装置によって前記光ファイバを微動させること
により前記観察対象物を移動操作するようにしたことを
特徴とする光ピンセット。 - 【請求項２】 請求項１記載の光ピンセットにおいて、 前記光ファイバは、前記集束出射端部として先球テーパ
構造を有することを特徴とする光ピンセット。 - 【請求項３】 請求項１記載の光ピンセットにおいて、 前記光ファイバは、前記集束出射端部として分布型屈折
率構造を有することを特徴とする光ピンセット。 - 【請求項４】 請求項１記載の光ピンセットにおいて、 前記光ファイバは、前記集束出射端部として先球テーパ
構造を有し、 前記光源は、ＹＡＧレーザからなることを特徴とする光
ピンセット。 - 【請求項５】 請求項１記載の光ピンセットにおいて、 前記光ファイバは、その先端部分と前記集束出射端部と
の間に、光のフィールドを拡大するフィールド拡大部を
有することを特徴とする光ピンセット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7198371A JPH0943434A (ja) | 1995-08-03 | 1995-08-03 | 光ピンセット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7198371A JPH0943434A (ja) | 1995-08-03 | 1995-08-03 | 光ピンセット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0943434A true JPH0943434A (ja) | 1997-02-14 |
Family
ID=16390006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7198371A Pending JPH0943434A (ja) | 1995-08-03 | 1995-08-03 | 光ピンセット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0943434A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6936811B2 (en) | 2000-11-13 | 2005-08-30 | Genoptix, Inc. | Method for separating micro-particles |
| US6977033B2 (en) * | 1999-02-12 | 2005-12-20 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Method and apparatus for programmable fluidic processing |
| CN100347577C (zh) * | 2005-08-26 | 2007-11-07 | 清华大学 | 光波导光钳系统 |
| JP2008137104A (ja) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Tohoku Univ | 光ピンセットの方法および装置 |
| WO2008092823A1 (en) | 2007-01-31 | 2008-08-07 | Universita' Degli Studi Di Pavia | 'method and optical device for manipulating a particle' |
| CN104765165A (zh) * | 2015-04-20 | 2015-07-08 | 三峡大学 | 一种微球快速光悬浮的方法及装置 |
-
1995
- 1995-08-03 JP JP7198371A patent/JPH0943434A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US8834810B2 (en) | 1999-02-12 | 2014-09-16 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Method and apparatus for programmable fluidic processing |
| US9395331B2 (en) | 1999-02-12 | 2016-07-19 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Method and apparatus for programmable fluidic processing |
| US6936811B2 (en) | 2000-11-13 | 2005-08-30 | Genoptix, Inc. | Method for separating micro-particles |
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| WO2008092823A1 (en) | 2007-01-31 | 2008-08-07 | Universita' Degli Studi Di Pavia | 'method and optical device for manipulating a particle' |
| CN104765165A (zh) * | 2015-04-20 | 2015-07-08 | 三峡大学 | 一种微球快速光悬浮的方法及装置 |
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