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Tragbare Optische Pinzette
Man erkennt hier auch, dass die Gradientenkraft überall betragsmäßig größer ist als die
Streukraft. Dies ist essentiell dafür, dass überhaupt Teilchen stabil in der Falle gehalten
werden können. Voraussetzung dafür ist eine geeignet hohe numerische Apertur des
verwendeten Mikroskop-Objektivs (diese verursacht die Winkelbeiträge in den
Gleichungen für die Kräfte). Dies ist weiter unten noch genauer ausgeführt.
Als nächstes soll der Fall diskutiert werden, dass der Fokus nicht entlang der z-Achse
verschoben wird, sondern entlang der y-Achse. Die Verschiebung erfolgt wieder durch die
Kugelmitte. Es werden wieder wie oben die entsprechenden Kräfte in Abhängigkeit von
der Position S relativ zum Kugelradius R berechnet. Abbildung 8 zeigt entsprechend die
gesamte Gradientenkraft und die gesamte Streukraft. Die Angabe einer Gesamtkraft wie
im vorherigen Beispiel ist hier nicht sinnvoll, da ��
Richtungen wirken (��
Wir erkennen folgendes aus Abbildung 8:
Der Verlauf der Beiträge der Kräfte ist ähnlich wie bei der Verschiebung auf der z-Achse,
nur außerhalb der Kugel nehmen die Kräfte etwas schneller ab.
Die maximale Gradientenkraft ist betragsmäßig wieder größer als die maximale Streukraft,
wir haben ja die Parameter so gesetzt, dass diese Voraussetzung erfüllt ist.
Die Maxima der Gradientenkraft befinden sich knapp innerhalb der Kugel, also fast am
Rand. Die Maxima der Streukraft befinden sich exakt am Rand der Kugel (bzw. auf ihrer
Oberfläche).
Seite 14
in z-Richtung und ��
��,������
Verschiebung des Fokus ��/�� [Radius Kugel] (y-Richtung)
Betrachtung der Streu- und Gradientenkraft bei Verschiebung des
��,������
in y-Richtung).
��,������
Gradientenkraft, ��
Streukraft , ��
Fokus in y-Richtung
Kapitel 4: Grundlagen
und ��
in unterschiedliche
��,������
��,������
��,������
6
MTN012639-D03
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