光學鑷子(Optical tweezers)的原理

今年諾貝爾物理學獎的主題，光學鑷子(Optical tweezers)的原理介紹。

圖：不同角度入射之光子產生之力(來源：光學鑷子實驗手冊　林俊元等編著)

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揚昇法律．專利事務所 光鉗在生醫上的應用。

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從光鉗到生醫

揚昇法律．專利事務所  光學鑷子實驗手冊　林俊元等編著

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揚昇法律．專利事務所  雷射致冷捕捉原子 & 雷射鑷夾：

「至於雷射致冷捕捉原子的原理則牽涉到都卜勒致冷機制(Doppler Cooling)與磁光陷阱捕捉機制(Magneto-Optical Trap, MOT)。在都卜勒致冷機制中，原子吸收頻率較低（能量較低）的雷射光子，然後放出頻率較高（能量較高）的光子，原子的能量損失由動能彌補，結果溫度降低。如此循環，原子可以冷卻低到絕對溫度0.0002°K。而磁光陷阱捕捉機制則是利用兩個電磁鐵與六道雷射光構成磁光陷阱，在半粒米大小範圍內，可以捕捉一團約108個原子。

雷射陷阱的研發工作始於1970年，Dr. A. Ashkin開始利用雷射光壓（Radiation Pressure）操控微粒子、介電粒子（Dielectric Particles）與原子的研究。朱棣文博士於1976年在加州柏克萊大學取得物理學博士學位後，在母校繼續從事兩年博士後研究工作。接著在1978年至1987年之間，轉至AT&T Bell Lab跟隨Ashkin研究雷射捕捉。1987年朱博士受聘為史丹佛大學教授，並成功做出第一個雷射致冷捕捉原子陷阱。1997年，他與菲利浦、湯諾吉等三人，以研究雷射致冷技術（Laser Cooling）的開創性成果共同獲得諾貝爾物理獎。而被朱棣文博士尊為「雷射陷阱之父」（Father of Laser Trapping）的Ashikin與朱博士自己則從1980年代末期，將雷射捕捉的觸角延伸至分子生物學領域，啟發後人甚鉅。」

結果雷射致冷技術，早在1997年就得到諾貝爾物理獎。而光學鑷子技術，到2018年才獲得諾貝爾物理獎。

https://ir.nctu.edu.tw/....../11536/120522/1/ys0388-14.pdf