Optische Pinzette

Hallo,

als das Thema in einem anderen Faden angesprochen hat, erinnerte ich mich daran, schon mal vor etlichen Jahren etwas darüber gelesen zu haben. Eine Recherche ergab dann auch recht schnell, dass es sich tatsächlich nicht gerade um etwas neues handelt. Trotzdem, probieren musste ich es.

Leider habe ich nicht die notwendigen kleinen Kügelchen zur Verfügung und begnügte mich daher mit Polycarbonat-Schleifstaub in Wasser, weshalb es vermutlich auch nicht ganz so beeindruckend funktioniert. Immerhin ist deutlich zu erkennen, Licht kann etwas halten und bewegen.

Viele Grüße,
Johannes

Hallo carypt,

im Idealfall sollten die Teilchen in der Fokusebene gehalten werden, da sie zum hellsten Punkt gezogen werden. Bei meinen kleinen Experiment scheint es tatsächlich so als werden sie nach unten gedrückt. Es kann aber auch sein, dass sie nach unten gezogen werden weil der Laserfokus ein wenig zu weit unten liegt. Demnächst werde ich mir das näher ansehen und versuchen Verbesserungen vorzunehmen.
Das Prinzip ist folgendes. Das Partikel (im Idealfall eine transparente Kugel) lenkt das Licht so ab, dass es eine Kraft ausübt die es immer näher zum hellsten Punkt drückt.

Viele Grüße,
Johannes

Hallo Franz,

danke!

Viele Grüße,
Johannes

carypt,

ich hatte mich gerade einmal ein paar Minuten mit der Theorie dahinter beschäftigt bevor ich zur Tat schritt. So wie ich es verstanden habe, spielt bei Teilchen >= der verwendeten Wellenlänge des Lasers der Lichtdruck die Hauptrolle. Erst bei kleineren Teilchen wird die Dipolkraft ausschlaggebend. Klingt für mich auch logisch, da die Lichtbrechung unterhalb auch kaum noch funktionieren würde. Ein weiterer Anhaltspunkt ist für mich, das Teilchen >= der verwendeten Wellenlänge muss! bei der verwendete Wellenlänge transparent sein damit es klappt. Das erklärt vielleicht auch warum es bei meinem Video nicht mit jedem Körnchen funktioniert. Sie sind für die verwendeten 405nm einfach nicht Durchsichtig. So man, falls deine Recherche im Internet etwas anderes Ergibt, so lasse ich mich gerne eines besseren Belehren!

Gruß,
Googol (mein Nickname in vielen Bereichen des Internets. Nur nicht in denen, in den es keinen Grund dafür gibt )

Hallo Lothar,

schön von dir zu hören, ich hoffe es geht dir gut?

Wie ich schon den Herrn mit den rüden Umgangston beschrieb, spielt die Wellenlänge soweit eine Rolle, als dass das Teilchen dafür transparent sein muss. Anderenfalls schluckt es die Energie und könnte zerstört werden. Auf der Zeiss Homepage fand ich ein Mikroskop welches mit einem Laser Teile ausschneiden und diese manipulieren kann. Beispielsweise kann so aus einer Bakterienkultur eine bestimmte Art abgezweigt werden um eine Reinkultur daraus züchten zu können. Ich kann mir nur vorstellen, dass diese Multifunktionalität über die Regelung der Leistung der Lasers erreicht werden kann. Zumindest ich würde es so machen. http://applications.zeiss.com/C125792900358A3F/0/6C2B4E91AA6FD4C7C12579E500342F41/$FILE/60-3-0001_PALM-Familie_d.pdf

Für meinen Versuch reichte ein 50mW Laserdiode mit 405nm aus, obwohl er nicht mit voller Leistung lief. Da ich íhm von seinem Treiber befreit, mit einem fetten Vorwiderstand bestückt und über einem BUZ11 mit dem Arduino steuere, kann ich zur Leistung nichts genaueres sagen. Dazu müsste ich erst einmal ausmessen was er bei den verschiedenen analogWrite() tatsächlich so an Strom aufnimmt.

Viele Grüße,
Johannes

Hallo,

nun ist die Schärfeebene und der Laserfokus halbwegs in einer Ebene. Leider ist der Laser nicht besonders zärtlich im Umgang mit den Bakterien und zerstört sie recht rasch. Dadurch bricht auch die Lichtbrechung und damit der Effekt zusammen.

Als nächstes werde ich versuchen, ob es vielleicht hilft den Laser in schneller Folge aus- und einzuschalten. Mein Ziel wäre es ein "Hello World" aus Bakterien zu legen, zumindest für den Anfang.

Viele Grüße,
Johannes

PS. Entschuldigt die schlechte Bildqualität, aber Blue Eye hat noch immer keinen Kondensor. Beleuchtet wurde einfach mit einer Jansjö und eine Mattscheibe war unter dem Tisch geklebt.

Hallo Franz,

nun sollte es gehen. Danke für die schnelle Fehlermeldung.

Viele Grüße,
Johannes