Optische Pinzette
Eine optische Pinzette, auch optische Falle oder Dipolfalle, ist ein photonisches Gerät zur Manipulation, d. h. zum Festhalten und Bewegen, kleinster Objekte. Die Funktion beruht darauf, dass Licht auf mikroskopische Objekte (z. B. Mikrokugeln, einzelne biologische Zellen, Zellorganellen oder gar Atome) eine Kraft ausübt, und dadurch die Objekte zum Fokus eines stark fokussierten Lichtstrahls gezogen werden.
Eine typische Ausführung spiegelt einen Laserstrahl in ein optisches Mikroskop ein, der dadurch in der Objektebene fokussiert wird. Die zu manipulierenden Teile müssen bei der verwendeten Wellenlänge transparent sein. Wenn der Laser einmal so eingestellt ist, dass das Objekt im Fokus liegt, führt jede Lageabweichung dazu, dass es durch Impulsübertragung bei der Brechung wieder in den Fokus gezogen wird.
Dabei ist der Impuls des Ruhemasse-losen Photons etwas anderes als der Impuls eines massebehafteten Teilchens. Nach Albert Einstein kann der Impuls eines Photons entweder über seine Energie oder seine Wellenlänge berechnet werden: , wobei die Lichtgeschwindigkeit ist. Über die Energie eines einzelnen Photons folgt durch Einsetzen, dass gilt: , wobei das Plancksche Wirkungsquantum ist.
Außer durch fokussierende Optiken wird auch mit holografischer Bündelung des Laserlichts gearbeitet.
Durch Benutzung eines zweiten Lasers mit einer Wellenlänge, die vom Objekt absorbiert wird (meist Ultraviolett), hat man zusätzlich ein schneidendes Instrument (Mikro-Laserskalpell) zur Verfügung.