基于光片的平面光镊（2D-LOT）的实现

我们报告了首个由光片实现的平面光镊捕获系统的实现。为了可视化目标物体（介电珠或活细胞）在平面内的捕获，采用了正交宽场检测。平面/二维光片光镊（2D-LOT）子系统以倒置显微镜模式实现，从底部照明。将1064 nm激光（功率$\sim 500 mW$）扩束并导向由柱面透镜和高数值孔径物镜组成的组合，以产生紧密聚焦的衍射受限光片。使用注射器将待捕获物体注入样品室（由相距$\approx 1~mm$的两个盖玻片组成）。捕获激光照明沿Z方向（盖玻片沿XZ平面），而检测垂直于盖玻片（沿Y轴）实现。采用正交检测直接可视化平面内的捕获。系统PSF的表征估计光片捕获PSF的大小为$2073.84 ~\mu m^2$，这定义了有效捕获区域/面积。对珠子在前往捕获区域过程中的轨迹进行跟踪，以确定沿Z和X方向的捕获刚度，即$k_z = 1.13 \pm 0.034 ~pN/\mu m$和$k_x = 0.74 \pm 0.021 ~pN/ \mu m$。结果（图像和视频）显示了介电珠在光片产生的捕获区域（二维平面）内的实时捕获。可以看到珠子从XZ平面内的各个方向被捕获。长时间暴露于光片会在捕获区域中形成珠子的二维阵列。对活NIH3T3细胞的类似实验显示细胞被捕获在二维捕获区域中。平面捕获的潜力在于其能够在两个维度上限制物体，从而为生物物理学、原子物理学和光学物理学中的新型实验开辟了道路。