Optimierte Strahlformungs- und Fokussieroptik zur optischen Mikromanipulation

Oeder, Andreas GND; Bauer, Carl; Stoebenau, Sebastian; Sinzinger, Stefan GND

Optische Pinzetten werden oft mit konventionellen Mikroskopobjektiven mit hoher numerischer Apertur aufgebaut. Diese sind meist auf die gängige Deckglasdicke von 170µm angepasst und dadurch für die Mikromanipulation auf diesen Arbeitsabstand beschränkt. Dies stellt ein erhebliches Problem für die Manipulation z.B. in Fluidikkanälen dar, die aus Gründen der mechanischen Stabilität zumeist mit Wandstärken hergestellt werden, die 0,5 mm oder mehr betragen. Um in diesen Kanalsystemen dennoch mit optischen Pinzetten arbeiten zu können, kann mit relativ aufwändigen Counterpropagating Pinzetten oder mit integrierten Faserpinzetten gearbeitet werden. Ziel unserer Arbeiten ist der Entwurf und die Demonstration einer optimierten Spezialoptik für diese Anwendung. Unterstützt durch numerische Simulation der optischen Kraftwirkung in elektromagnetischen Feldern wir ein optimiertes Design für optische Pinzetten abgeleitet. Daran anschließend wird ein integriertes monolithisches und Fokussierungsobjektiv entworfen. Die Herstellung des Systems erfolgt durch mechanische Ultrapräzisionsbearbeitung der optischen Flächen. Erste Ergebnisse und eine Charakterisierung des Konzepts werden vorgestellt.

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Oeder, Andreas / Bauer, Carl / Stoebenau, Sebastian / et al: Optimierte Strahlformungs- und Fokussieroptik zur optischen Mikromanipulation. 2011.

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