Лазерный оптико-акустический микроманипулятор для газовых пузырьков
1
УДК 535.211
Лазерный оптико-акустический микроманипулятор
для газовых пузырьков
© Т.В. Малинский
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Рассмотрен оптико-акустический микроманипулятор со сфокусированным лазер-
ным пучком. Приведены пространственные распределения потенциала усреднен-
ной силы радиационного давления микроманипулятора. Показано, что в возбужда-
емом акустическом поле газовый пузырек стремится двигаться к центру пере-
тяжки лазерного излучения.
Ключевые слова:
лазеры, микроманипуляторы, газовый пузырек, оптико-
акустический эффект, радиационное давление.
Введение.
Газовые пузырьки микронных и субмикронных разме-
ров широко применяются в микрогидравлических системах, исполь-
зуемых для медико-биологических исследований и в электронной
промышленности. В частности, в системах lab-on-a-chip пузырьки
используют в микронасосах, создающих поток жидкости [1], для пе-
ремещения частиц малых размеров, в том числе клеток [2], а также
для перемешивания жидкостей в микрообъемах [3]. Поэтому задача
разработки новых методов управления пространственным положени-
ем пузырьков актуальна.
Перемещение пузырька по заданной траектории и фиксация его в
определенной области осуществляется микроманипуляторами (пин-
цетами). Наиболее часто применяют оптические [4] и акустические
[5] пинцеты, однако этим устройствам присущи недостатки [6]. Для
оптических микроманипуляторов требуется сложная оптическая си-
стема с дифракционными оптическими элементами или фемтосе-
кундный лазер [7], а акустические пинцеты обладают малой точно-
стью позиционирования и для них необходимо наличие акустическо-
го контакта.
Перспективными для перемещения и удержания пузырьков яв-
ляются оптико-акустические (ОА) пинцеты [8, 9]: они бесконтактны,
отсутствует потребность в дорогих фемтосекундных лазерах и слож-
ных оптических системах, с их помощью можно перемещать пузырек
по заданной траектории или удерживать его в требуемой области
пространства.
В данной работе рассмотрен ОА-микроманипулятор со сфокуси-
рованным лазерным пучком, позволяющий удерживать газовые пу-
