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Os sistemas experimentais utilizados nessa Tese foram: 1. Pinça óptica simples; 2. Aplicação da pinça óptica simples para medidas de força, elasticidade e viscosidade; 3. Pinça óptica dupla; 4. Espectroscopia de força com pinças ópticas e 5. Espectroscopia linear (Raman) e não linear (luminescência excitada por absorção de dois fótons, Hiper Rayleigh e Hiper Raman) em conjunto com pinças ópticas. Sem utilizar qualquer modelo quantitativo mais sofisticado apresentamos as idéias intuitivas dos fenômenos físicos envolvidos no experimento que nos permitem entender as opções de montagens experimentais utilizadas e as dificuldades que apareceram. Foi dessa forma que nós desenvolvemos o nosso trabalho, usando a intuição experimental nas montagens e usando uma análise quantitativa sobre os resultados obtidos como realimentação para a melhora do sistema e a obtenção de resultados mais precisos. Assim, iniciamos este capítulo explicando, baseado na óptica geométrica, o princípio básico de funcionamento de uma pinça óptica, o qual é suficiente para definir variáveis e parâmetros importantes na montagem e na operação dos sistemas experimentais. 2.1 A Pinça Óptica Uma pinça óptica utiliza as forças de radiação de um laser para capturar e manipular partículas microscópicas. Os dois equipamentos fundamentais na sua montagem são o microscópio, dentro do qual a objetiva tem o papel principal, e o laser. A Figura 1 mostra um esquema da montagem experimental da nossa pinça óptica simples. Para entender a importância dos diversos componentes do sistema iniciamos, de forma intuitiva, com os fenômenos envolvidos na captura das partículas por uma pinça óptica. 8
VCR Laser de Nd:YAG Ocular Câmera BS BS Telescópio M1 Figura 1. Sistema Experimental de Pinça Óptica simples. 2.1.1 Princípio Básico de Funcionamento: Transferência de Momento do Fóton A forma mais simples de entender o princípio de operação de uma pinça óptica é através da óptica geométrica (aplicada quando r >> λ , onde r é o raio da partícula e λ é o comprimento de onda) analisando a trajetória dos raios e associando‐os a uma partícula, o fóton, que transporta momento p = hν c (no vácuo). Um obstáculo que muda apenas a direção do fóton recebe um impulso na direção da bissetriz do ângulo entre os fótons incidentes e refratados, como se fosse um choque entre partículas, conforme ilustra a Figura 2. direção da força p refratado p incidente incidente recuo da partícula que desviou o raio 9 ∆ p partícula p incidente p refratado ∆ p fóton Figura 2. Choque entre fóton e centro espalhador. Os trabalhos pioneiros de A. Ashkin em levitação de partículas iniciaram‐se com a utilização de feixes de lasers contra‐propagantes [14, 15, 16, 17] até que notou que apenas um feixe altamente focalizado era suficiente para capturá‐las [18, 1]. Foi só a partir desse momento que essa técnica experimental passou a ser chamada de pinça óptica.
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maior no centro, o que é equivalen
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2.5.2 Monocromador Nos experimentos
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sinal Raman. A solução encontrada
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Tornamos o nosso micro‐Raman conf
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que está embebido. Descobrimos, ap
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m m 1 m 1jn( xg ) nTM M jn( Mx) dn
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m′ m′ ∗ −k ∗ ∗ dPn′
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π 0 m n m n′ m n m n′ 2 dP dP
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∫ * * 1 * * { } 2 2 i Fi = Re
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+ {( ) 1 ρ [ ]} k cosϕ n i Hsϕ =
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2 E0 2 ∞ 2π F = ε ∑ Re {(2n+
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3.2.1 Aproximação da Integral Loc
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2 ∂ ρ 2 ∂ ρ ∇⋅ E=−∇
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Vamos procurar, portanto, soluçõe
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Ex = iωψ e , E y = 0 e E z = 0 (3
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A expansão dos campos espalhados
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probabilidade de colisão. Além di
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para o caso de um feixe focalizado
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à polarização do laser, enquanto
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Intensidade (a.u.) perpendicular pa
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espectroscopias que detectam os ní
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4.1.2 Objetivos e Desafios do Traba
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Intensidade (a.u.) 450 500 550 600
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choque Processos multifótons são
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Dependendo do grau desses processos
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sinal coletado pela mesma objetiva
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4.7 Aplicações e Resultados de Lu
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varredura, entretanto, seria bem le
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demarcar os contornos. Por outro la
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vantagens para reconstrução de im
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Hiper Rayleigh, por também serem u
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Capítulo 5 Óptica geométrica, Hi
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fato é que, mantendo as mesmas con
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Para realizar os somatórios, escre
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partícula e v = 0 para o fluido n
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A potência do laser foi medida com
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do fundo da câmara de Neubauer, cu
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Nesse ponto vale a pena ressaltar u
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que pode ser escrita como W WL µ L
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Nossos resultados mostraram que as
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Para tanto coletamos 5 bolsas de do
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5.4.2 Equações de Continuidade Pa
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128. Então, F(λ1) < F(C) < F(λ2)
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Capítulo 6 Conclusão e Perspectiv
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validade dos modelos empregados no
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Apêndice 1 223
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ik iεω H = ∑ − AnmNnm − B
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7. Cálculo de Q pr Vamos agora cal
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⎧ τn n+ 1 iρ n+ 1 −iρ n iρ
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2π 2π 2 2 F → e = senθcos ϕ e
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( 2n + 1) ∞ ∞ 4π 2 * 2 π 2 nn
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iii = 1 ; soma = 0 ; , True , iii +
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H∗ programa para o feixe gaussian
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T@n_, m_, p_D@ϕo_, λ_D := Hbn@n,
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an@n_D := Han@nD = Hmn f2@n, xaD f1
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Referências 1 Ashkin, J. Dziedzic,
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43 J. X. Cheng, A. Volkmer, X. S. X
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63 H. Felgner, O. Müller, M. Schli
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properties of stored red blood cell
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