Eine optische Pinzette (engl. optical tweezers) – auch bezeichnet als „optische Falle“ (engl. optical trapping) – entsteht, wenn ein einziger Laserstrahl scharf auf einen nahezu beugungsbegrenzten Laserspot fokussiert wird. Ein Laser induziert variable Dipole in dielektrische Partikel und durch die Wechselwirkung dieser Dipole mit dem homogenen elektrischen Feld des Lasers entsteht die zunehmende Kraft der Falle.
 |
Eine optische Pinzette bzw. optische Falle ist ein Instrument, bei dem eine Kraft im Pikonewtonbereich auf mikroskopische dielektrische Objekte ausgeübt und genutzt wird, um das jeweilige Material mithilfe von stark fokussierten Laserstrahlen festzuhalten, zu manipulieren und/oder zu bewegen. Sie werden hauptsächlich im Bereich der Bioforschung eingesetzt. Dielektrische Objekte werden entlang dem starken Gradienten des elektrischen Feldes von dem Bereich angezogen, in dem das elektrische Feld am stärksten ist, der Strahltaille. Nachdem das Teilchen in der Strahltaille eingefangen wurde, kann es wie mit einer Pinzette an eine andere Stelle verschoben werden. Da die optische Pinzette Verschiebungen im Subnanometerbereich ermöglicht, wird sie zur Untersuchung einzelner an das dielektrische Partikel gebundener Moleküle verwendet. Beispielsweise wurden bei der biologischen Erforschung der Eigenschaften von DNA und zugehörigen Proteinen dank optischen Pinzette / Falle deutliche Fortschritte erzielt. Viele optische Fallen nutzen zur Untersuchung der relevanten Biomoleküle die Grundwellenlänge von 1 μm CW-Lasern. Diese linear polarisierten Single Frequency Laser sind notwendig, da viele wässrige biologische Proben bei dieser Wellenlänge einen niedrigen Absorptionskoeffizienten aufweisen, wodurch Beschädigungen des biologischen Materials minimiert werden. Andere Wellenlängen, z. B. grün (0.51-0.55 μm) und nahes Infrarot (1.15-1.8 μm), werden ebenfalls verwendet. |
| Obwohl meist TEM00-Gauß-Strahlen eingesetzt werden, haben auch andere Laserstrahlen Verwendung gefunden, darunter Hermite-Gauß-Strahlen, Laguerre-Gauß-Strahlen und Bessel-Strahlen. IPG-Laser eignen sich aufgrund der nahezu perfekten Strahlqualität mit M2-Werten nahe Eins und der hohen Strahllagestabilität besonders gut als optische Pinzette. IPG bietet daher ein Programm von Lasern und zugehörigen Lösungen mit den Wellenlängen, Strahlmodi und Strahlqualitäten, die für Experimente mit optischen Fallen erforderlich sind. |
 |