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Responsable:

                    •Dr. Alberto Lencina (CV)

Colaboradores:

                    •Dr. Néstor Bolognini
                    •Dra. Myrian Tebaldi

Reseña

Las pinzas ópticas son una implementación experimental que combina microscopía con láseres altamente enfocados. Es conocido que los campos electromagnéticos poseen momento lineal y angular y que estos al interactuar con la materia generan fuerzas y torques sobre las mismas. Por lo tanto, cuando un haz de láser es enfocado mediante una lente de alto NA, se genera un gradiente de campo electromagnético que al interactuar con micro o nano partículas permite atraparlas en las regiones de máxima intensidad. Esta posibilidad de capturar partículas con láseres es lo que da nombre al dispositivo.

Por otro lado, es sabido que el campo de speckles aparece cuando un láser es reflejado por (o atraviesa una) superficie rugosa. En tal caso, aparecen volúmenes de luz con forma de cigarro que son los llamados granos de speckle y está establecido que su tamaño depende del área iluminada y de la distancia entre el punto de observación y la referida superficie. Resultados similares aparecen cuando el campo de speckles atraviesa una lente, pero ahora el tamaño depende del tamaño de la lente y de la distancia a la misma. Sin embargo, cuando el área iluminada no es simplemente conexa, el tamaño del speckle y su forma se modifican. En particular, para aberturas con forma de anillo, el speckle adquiere una apariencia de red y bajo ciertas condiciones pueden observarse clúster de speckles. Posteriormente, se ha estudiado la formación de clústers en sistemas formadores de imagen representando la abertura anular como el caso límite de un arreglo discreto de aberturas distribuidas uniformemente en una circunferencia. Entonces, la formación del clúster es interpretada como modulaciones intra-speckle producidas por las aberturas de la pupila. Para una elección adecuada de los parámetros de la pupila, los clústers son hallados en arreglos regulares donde se reproduce una versión simétrica de la distribución de aberturas en la pupila de entrada. Este tipo de clúster es llamado clúster regular de speckles. Se observa que los volúmenes de luz se reducen varias veces comparados con los speckles estándar, siendo inclusive menores que el volumen del foco de un haz Gaussiano (necesario para atrapar con una pinza óptica simple). Entonces, con esta técnica se podrían crear arreglos de trampas geométricamente ordenados. Estas trampas tendrían propiedades estadísticas diferentes, de acuerdo a la distribución y tamaño de las aberturas en la pupila.

En esta línea de trabajo se estudia como los clústers de speckles pueden ser manipulados para generar torques en partículas micro y nano métricas. Según el tamaño de las partículas en relación a las dimensiones características de los clústers, éstas podrán experimentar torques locales (posición dependientes) o globales (independientes de la posición). En el último caso, sería una manifestación experimental de un momento angular intrínseco que hasta el momento ha sido sólo predicho teóricamente.

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Colaboración con otras Instituciones y/o grupos de Investigación



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