安徽大学光电信息获取与防护技术全国重点实验室青年教师潘登与中国科学技术大学团队合作,提出面向纤基集成器件的飞秒激光复合制造方法,在商用光纤端部构建了一种三维光纤微镊,研究成果日前发表于《自然》。研究团队将光传输、光热转换、软材料响应与刚性微结构力学输出集成于同一根光纤端部:光照引起材料形变受微结构约束后转化为可控运动,实现光能量向微尺度机械作用力的有效转换,通过调节输入光功率即可连续控制夹持力的大小,即"以光驭力"。所构建的三维光纤微镊输出力是传统光镊的十万倍以上,能够实现微米尺度目标的精准操控与复杂微结构的精确装配。
与现有微操控技术相比,该方案兼顾了操控精度、输出力、器件尺度与系统集成度四个此前难以同时满足的指标,突破了传统光镊无法操控不透明物体、传统机械夹持器件体积庞大等瓶颈。在生物医学领域,该微镊可在百微米狭窄空间(如微细血管、胆管等受限空间)内完成单细胞等微观对象的精密操作与微尺度取样,为微创医疗提供新技术路径。研究人员表示,此成果使光纤从传统的光信息与光能量传输载体进一步拓展为可用于光控微纳操作的集成平台。