3533 水間 氏の今日のまとめ的ブログ日記

物理学的解釈はこのようになっているようです。
難しいですね。

ガウシアンビームであるレーザーによる微粒子の捕捉光ピンセットはナノメートルからマイクロメートルオーダーの物質をレーザーの放射圧を利用することによって移動できる。通例、レーザーはダイクロイックミラーと対物レンズを通して照射が行われる（落射型蛍光顕微鏡の構造に近い）。

照射されたレーザーはガウシアンビーム（光線断面の輝度変化がガウス分布をとる光線）であり、強大な電場のエネルギー勾配を形成する。このとき誘電体の微粒子は、微粒子を一つのレンズとみた際に焦点となる部分が電場の一番強い部分（レーザー光の光軸中心）へ引き寄せられる。

光ピンセットは極めて精密な構造をもつ。扱える微粒子はナノメートルからマイクロメートルオーダーであり、DNA・タンパク質・酵素といった巨大分子を一個単位で扱うことができる。

なお、扱われる微粒子はその中心にトラップされるとは限らない。現実的には微粒子の形状がいびつであったり、内部に誘電率の偏りがあるためである。

捕捉された微粒子の挙動は、捕捉された粒子の粒径に大きく左右される。粒径が用いるレーザー光の波長より非常に大きい場合、粒子は一つの光学系であると考えてよい。そうでない場合には、粒子は電場における点双極子であると考えることができる。

光学的解釈
微粒子にレーザー光が入射した場合に微粒子はレンズとして働く。入射した光は屈折するが、この際に運動量を与える。これによって微粒子は焦点である部分に動こうとする。

レーザー光がガウシアンピームであるとき、そのレーザー光の中心に微粒子は移動することになる。微粒子が中心にある際は周辺部に動こうとする力が全方向にかかるため、結果的に中心に捕捉されることになる。また、レーザー光については、発信源に吸引される方向に力が働く。

引用『ウィキペディア（Wikipedia）』
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