Pince optique | EPFL Graph Search

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La pince optique est un outil optique introduit en 1987 et utilisé en laboratoire qui permet le piégeage et la manipulation de cibles telles que les cellules, organites ou particules. Elle utilise la force résultant de la réfraction d’un faisceau laser en milieu transparent, pour maintenir et déplacer physiquement des objets diélectriques microscopiques. Des pinces optiques multiples peuvent même être utilisées pour manipuler simultanément plusieurs cibles. La pince optique a de nombreuses applications en biologie principalement où elle permet une manipulation non destructive mais aussi en chimie et en physique. C’est au que l’Allemand Johannes Kepler, (Weil der Stadt 1572–Ratisbonne 1630) remarqua les premiers effets de la lumière sur des particules. Il déduisit qu’une pression était exercée par le Soleil sur des particules échappées d’une comète qui se déplaçaient dans la direction opposée à l’étoile. En 1873, l’écossais James Clerk Maxwell (Édimbourg 1831–1879) prouve théoriquement que la lumière est capable d’exercer une force sur la matière (plus connue sous le nom de pression de radiation ou force lumineuse). Soixante ans plus tard, l’autrichien Otto Robert Frish (Vienne 1904 – 1979) dévie un faisceau d’atomes de sodium en le bombardant de la lumière provenant d’une lampe à sodium. Le terme de pince optique n’apparaît qu’en 1986, sous la plume d'Arthur Ashkin qui travaille alors pour les « Bell Laboratories » . Il réussit à accélérer des microsphères transparentes en latex plongées dans l’eau à l’aide d’un seul rayon laser. En 1987, il parvint à piéger des objets biologiques vivants toujours avec un seul rayon. Le principe de la pince optique est de piéger un objet de petite dimension (molécule, cellule...) à l'aide d'un faisceau laser. Un déplacement précis de cet objet est alors permis par simple déplacement du faisceau laser de piégeage . Physiquement le piège de la pince optique repose sur un équilibre entre la force résultant du gradient d'intensité du laser focalisé et la force de pression de radiation exercée par la diffusion de la lumière sur l'objet.

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