Repositorio
Institucional

Lizana, Angel

Zhang, Haolin

Turpin, Alex

Van Eeckhout, Albert

Torres-Ruiz, Fabian A.

Vargas, Asticio

Ramirez, Claudio

Pi, Francesc

Campos, Juan

Generation of reconfigurable optical traps for microparticles spatial manipulation through dynamic split lens inspired light structures

NATURE PORTFOLIO

SCIENTIFIC REPORTS

en

We present an experimental method, based on the use of dynamic split-lens configurations, useful for the trapping and spatial control of microparticles through the photophoretic force. In particular, the concept of split-lens configurations is exploited to experimentally create customized and reconfigurable three-dimensional light structures, in which carbon coated glass microspheres, with sizes in a range of 63-75 mu m, can be captured. The generation of light spatial structures is performed by properly addressing phase distributions corresponding to different split-lens configurations onto a spatial light modulator (SLM). The use of an SLM allows a dynamic variation of the light structures geometry just by modifying few control parameters of easy physical interpretation. We provide some examples in video format of particle trapping processes. What is more, we also perform further spatial manipulation, by controlling the spatial position of the particles in the axial direction, demonstrating the generation of reconfigurable three-dimensional photophoretic traps for microscopic manipulation of absorbing particles.

Presentamos un método experimental basado en el uso de configuraciones dinámicas de lente dividida, útil para el atrapamiento y control espacial de micropartículas mediante la fuerza fotoforética. En particular, se aprovecha el concepto de configuración de lente dividida para crear experimentalmente estructuras de luz tridimensionales personalizadas y reconfigurables, en las que se pueden capturar microesferas de vidrio recubiertas de carbono, con tamaños de 63-75 μm. La generación de estructuras espaciales de luz se realiza mediante el tratamiento adecuado de las distribuciones de fase correspondientes a diferentes configuraciones de lente dividida en un modulador espacial de luz (SLM). El uso de un SLM permite una variación dinámica de la geometría de las estructuras de luz con solo modificar algunos parámetros de control de fácil interpretación física. Proporcionamos algunos ejemplos en formato de vídeo de procesos de atrapamiento de partículas. Además, también realizamos una manipulación espacial adicional, controlando la posición espacial de las partículas en dirección axial, demostrando la generación de trampas fotoforéticas tridimensionales reconfigurables para la manipulación microscópica de partículas absorbentes.

Artículo original

Agradecemos el apoyo financiero del MINECO (FIS2015-66328-C3-1-R, FIS2015-66328-C3-3-R y fondos FEDER) y de la Generalitat de Cataluña (SGR 2014-1639). A. Vargas y F. Torres-Ruiz agradecen el apoyo del Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CONICYT/FONDECYT 1151290).

We acknowledge the financial support of Spanish MINECO (FIS2015-66328-C3-1-R, FIS2015-66328-C3-3-R and fondos FEDER), Catalan Government (SGR 2014-1639). A. Vargas and F. Torres-Ruiz acknowledge Fondo Nacional de Desarrollo Cientifico y Tecnologico (National Fund for Scientific and Technological Development) CONICYT/FONDECYT 1151290.

10.1038/s41598-018-29540-1

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Otras Especialidades de la Física

Física de Plasmas y Fluidos

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Generation of reconfigurable optical traps for microparticles spatial manipulation through dynamic split lens inspired light structures

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SCIENTIFIC REPORTS

Optica

2045-2322

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MINECO FIS2015-66328-C3-1-R

MINECO FIS2015-66328-C3-3-R

Catalan Government SGR 2014-1639

ANID CONICYT FONDECYT 1151290

We acknowledge the financial support of Spanish MINECO (FIS2015-66328-C3-1-R, FIS2015-66328-C3-3-R and fondos FEDER), Catalan Government (SGR 2014-1639). A. Vargas and F. Torres-Ruiz acknowledge Fondo Nacional de Desarrollo Cientifico y Tecnologico (National Fund for Scientific and Technological Development) CONICYT/FONDECYT 1151290.

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