Como sugiere el nombre, las pinzas ópticas son pinzas formadas por luz, que se basan en el principio de presión de radiación luminosa.
Principio
La propuesta de la presión de la radiación de la luz se originó en la era de Kepler y Newton. La teoría de esa época creía que la luz es una partícula que, según los principios mecánicos de Newton, se mueve. El haz de partículas generará presión. En astronomía, la cola de un cometa que siempre mira en dirección opuesta al Sol es un ejemplo clásico de presión de radiación ligera. Sin embargo, la existencia de una presión ligera y la predicción teórica de Maxwell sobre la presión de radiación se demostraron experimentalmente en el laboratorio a principios del siglo XX.
Historia
En la década de 1960, cuando el láser apareció como una fuente de luz coherente extremadamente brillante, el estudio de la presión óptica experimentó cambios revolucionarios. A principios de la década de 1970, la gente comenzó a realizar investigaciones exhaustivas y profundas sobre la presión de radiación de los láseres, especialmente discusiones teóricas y observaciones experimentales sobre la naturaleza y el mecanismo de la presión de radiación sobre los átomos en diferentes condiciones, desarrollando así la desviación del rayo láser, el láser experimental. técnicas como enfriamiento, pegado fotónico y fuentes atómicas, mientras se utiliza una ligera presión para estudiar la captura atómica y la manipulación de partículas. Fue precisamente gracias a su investigación pionera sobre el enfriamiento del láser que el famoso científico chino, el profesor Steven Chu de la Universidad de Stanford, y otros dos ganaron el Premio Nobel de Física en 1997.
Sabemos que las fuentes de luz tienen tanto efectos térmicos como efectos de radiación. Para las fuentes de luz ordinarias, la presión generada por los efectos térmicos es varios órdenes de magnitud mayor que la presión generada por el simple intercambio de impulso, lo que dificulta obtener suficiente presión de radiación. La aparición del láser cambió esta situación y reflejó plenamente la presión de radiación de la luz. Al mismo tiempo, la distribución de la sección transversal del rayo láser tiene una expresión matemática simple y clara, lo que facilita el procesamiento teórico y permite estudiar las trampas ópticas y la levitación óptica. Las pinzas ópticas láser utilizan el efecto mecánico de la transferencia de impulso entre el láser y la materia para formar un pozo de potencial óptico tridimensional.