单模光纤探头式“激光纳米机器人“构思与集成及其对纳米粒子微操纵实验基础

自从美国宇航局制定了在空间站设置光镊计划之后，体积小、重量轻、自动化和多功能激光微操纵技术已成为当前研究新热点。迄今对物质纳米粒子态所呈现的奇异特性认知仍处于探索阶段，纳米组元的形态、结构、界面和环境性能表征是阻碍纳米科技进一步发展的瓶颈。扫描隧道显微镜只能操纵导电粒子；原子力显微镜对脆弱粒子有强伤害作用；常规光镊又只能用于生物粒子微操纵；且三者都与显微镜不可分离。人类试图解决多种材料单个纳米组元实验测试的努力遇到巨大挑战。基于介观体系所具有的瑞利粒子性质和特定激光模场分布，本项目提出用单模光纤微探头出射的激光微束来实现对各种材料纳米组元的光捕陷、光悬浮和光微操纵。这种真正意义上的"激光纳米机器人"新构思可以解决上述诸矛盾。本项目将研制光纤探头式激光纳米机器人实验平台，实现对金属和强反射等多种材料纳米组元微操纵实验，对纳米科技基础研究深化有重要科学意义，属创新基础研究，可望获自主知识产权。