Optical trapping methods and apparatus employing one or more fresnel zone plates

Procédés et appareil de piégeage optique employant une ou plusieurs plaques à zone de fresnel

Abstract

L'invention porte sur des procédés et sur un appareil (200, 400) pour piéger un ou plusieurs objets (212) portés par un fluide, utilisant une ou plusieurs plaques à zone de Fresnel (202) situées à proximité d'un milieu fluide (208). Des pinces optiques basées sur une ou plusieurs plaques à zone de Fresnel peuvent être intégrées à une structure microfluidique (par exemple, des chambres, des canaux) (1104) de différentes géométries de façon à former un ou plusieurs pièges optiques (215) à l'intérieur d'un milieu fluide contenu par la ou les structures microfluidiques. Un piégeage en trois dimensions d'objet peut être obtenu avec une rigidité comparable à celle de pinces optiques classiques basées sur un objectif de microscope. Dans un exemple, une plaque à zone de Fresnel unique (1500, 1600) est spécialement configurée de façon à former de multiples pièges optiques lors de l'irradiation, de façon à piéger de multiples objets simultanément. Des exemples d'applications des procédés et de l'appareil décrits dans la demande comprennent la détermination de différentes propriétés d'un milieu fluide (par exemple, la vitesse, l'indice de réfraction, la viscosité, la température, le pH) et le tri d'objets.
Methods and apparatus (1100) for trapping fluid-borne object (s) (212) using one or more Fresnel zone plates (202) located in proximity to a fluid medium (208). Optical tweezers based on one or more Fresnel zone plates may be integrated with a microfluidic structure (e.g., chambers, channels) (1104) of various geometries so as to form one or more optical traps (215) within a fluid medium contained by the microfluidic structure (s). Three-dimensional trapping of objects can be obtained with stiffness comparable to that of conventional optical tweezers based on a microscope objective. In one example, a single Fresnel zone plate is particularly configured to form multiple optical traps upon irradiation, so as to trap multiple objects simultaneously. Exemplary applications of the methods and apparatus disclosed herein include determination of various fluid medium properties (e.g., velocity, refractive index, viscosity, temperature, pH) and object sorting.

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Patent Citations (2)

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