ساخت انبرک نوری چند تله ای به روش تمام نگاری

انبرک نوری یک باریکه ی لیزر گاوسی است که با استفاده از عدسی شییی کانونی شده و می تواند به ذراتی که در مجاورت کانون قرار گرفته اند نیروی بازگرداننده ای به سمت کانون وارد کند. این ابزار توانایی اعمال نیروهایی در محدوده ی چند فمتو نیوتن تا چندصد پیکونیوتون را دارد. به واسطه ی این محدوده ی نیرو انبرک نوری کاربردهای فراوانی در زمینه های مختلف علوم زیستی پیدا کرده است. با توجه به کاربردهای روز افزون انبرک نوری این ابزار دستخوش پیشرفت های بسیاری شده که مهمترین آنها ایجاد انبرک های نوری چندگانه است که در آن باریکه ی لیزر به جای کانونی شدن در یک نقطه به عنوان یک تله در چند نقطه کانونی می شود که در حقیقت آرایه ای از تله هاست. در سال های اخیر چندین رهیافت جهت ایجاد انبرک های نوری چندگانه ارایه شده است که پرکاربردترین آن ها ایجاد تله ی نوری چندگانه با روش تمام نگاری است. اخیرا به دلیل استفاده از slm که ابزاری مبتنی بر کریستال مایع است امکان تغییر و کنترل سه بعدی تله ها به صورت دینامیک نیز وجود دارد. قابلیت دینامیک بودن slm ها به دلیل آدرس دهی کامپیوتری ساختار پیکسل مانند این ابزار است. که می تواند در جاهای مختلف جبهه موج نور گذرنده از slm ها اختلاف راه های نوری متفاوت ایجاد کند و در نتیجه شکل جبهه ی موج به اشکال دلخواه قابل تغییر خواهد بود. از آن جا که قصد ما در آزمایشگاه انبرک نوری ایجاد تله های نوری چندگانه به روش تمام نگاری بود وجود slm ضروری به نظر می رسید. با توجه به قیمت بالای این قطعه خریداری آن در آزمایشگاه انبرک نوری برای ما مقدور نبود. ایده ی اصلی که در این پایان نامه برای ایجاد تله های چندگانه برای ایجاد به روش تمام نگاری به کار گرفته شده استفاده از lcd های یک ویدیو پروژکتور به جای slm بود. از آنجا که lcd های ویدیو پروژکتور مانند slm از کریستال مایع تشکیل شده اند باید رفتارهای مشابهی نسبت به اعمال ولتاژ داشته باشند. که البته این رفتار نیز با توجه به نوع کریستال مایع به کار رفته در هر یک از این دو قطعه ممکن است اندکی متفاوت باشد. برای اطمینان از اینکه lcd ویدیو پروژکتور چه مقدار اختلاف راه برای باریکه نوری ایجاد می کند از یک تداخل سنج ماخ زندر استفاده شد.ویدیو پروژکتور شامل سه lcd مربوط به سه طول موج در ناحیه ی قرمز و آبی و سبز است. با ایجاد تغییر در مدارهای ویدیو پروژکتور توانستیم هر سه lcd را خارج نموده و هریک از آن ها را به طوریکه اتصال آن از مدار خود قطع نشده باشد در یکی از بازوهای تداخل سنج قرار دهیم. میزان اختلاف ولتاژ ایجاد شده در هر lcd متناسب با میزان درجه ی خاکستری است که با استفاده از رایانه به آن اعمال می شود. همچنین در کریستال مایع با توجه به ولتاژ اعمال شده ضریب شکست و در نتیجه اختلاف فاز تغییر می کند. این بدان معنی است که با استفاده از رایانه و اعمال الگوهای با درجات مختلف خاکستری به هر یک از پیکسل ها می توان اختتلاف راه های نوری مختلفی را برای نور عبوری از آن ایجاد کرد. این کار برای هر سه lcd و با دو منبع نوری لیزر با طول موج های 532 نانومتر و 1064 نانومتر انجام شد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که برای تله اندازی نمونه های زیستی lcd قرمز با طول موج 1064 نانومتر و برای نمونه های غیر زیستی lcd سبز با طول موج 532 نانومتر بهترین گزینه ها هستند. در حال حاضر نتایج به دست آمده در آزمایشگاه انبرک نوری مورد استفاده قرار گرفته و قرار گرفته و lcdهای مورد نظر در چیدمان انبرک نوری چندگانه به کار گرفته شده است.