微环共振器*粒子达数分钟

哈佛大学的工程师们已经使用硅基微型谐振器将粒子禁锢在上面几分钟，这将为将来在全光学芯片上引导、运输和存储纳米粒子和生物分子奠定基础。根据美国物理学家组织网络的报告，相关的研究报告发表在最近出版的杂志《纳米快报》上。微谐振器的半径只有5微米到10微米，由电子束和反应离子刻蚀形成。在实验中，这两个粒子被牢牢地捕获在微环上。这个过程非常类似于流体运动的原理，但规模较小，物理机制也不相同。负责这项研究的哈佛大学工程与应用科学学院电子工程副教授肯尼斯·克罗泽解释说:“我们已经证明了‘共振腔’的俘获能力，粒子将沿着一个小波导被引导到微型谐振器。一旦放置在微环上，光学力将阻止粒子逃逸，并使粒子围绕谐振器连续均匀地移动。”当激光聚焦在波导中时，光的力量会使粒子沿着波导移动。当粒子接近与波导耦合的微环时，它将在光力的牵引下从波导转移到微环，并以每秒几百微米的速度围绕微环移动。虽然这不是第一次使用二维环形谐振器来捕获粒子，但克罗泽和他的同事已经对这项技术进行了新的全面分析。值得一提的是，他们已经证明了硅基微环对光的增强作用，比直波导高出5-8倍。克罗泽说，令人兴奋的是，高速相机记录的粒子跟踪测量结果显示，巨大的侧向力可以牢牢捕获粒子，并将它们在轨道上的标准偏差降至50纳米，这代表着在长距离成功捕获粒子方面的重大突破。本研究的最终目标是开发和演示芯片上的完整光学操作，为引导、储存和运输生物粒子和人工粒子提供一种可行的方法。