中国科学技术大学与新加坡国立大学的科研团队携手，成功研发出一种新型的光学微操控工具——“三维光学扳手”。这一创新成果不仅突破了传统光镊技术的局限性，更为微观粒子操控领域带来了革命性的进展。
光镊，这一由美国科学家阿瑟·阿什金于1986年发明的激光工具，被誉为“单光束梯度力阱”。它利用光的动量传递，对微粒施加光力，从而实现三维操控。然而，传统的光镊技术在施加旋转扭矩方面存在明显的局限性，通常只能沿光轴方向进行，无法实现微粒的三维旋转操控。
为了打破这一瓶颈，中国科学技术大学光学与光学工程系的龚雷副教授课题组与新加坡国立大学的仇成伟教授展开了深入合作。他们通过深入研究聚焦光场三维自旋角动量的定量调控方法及其光扭矩效应，成功理论推导出了聚焦光场自旋角动量与入射光场局部偏振螺旋度的定量方程。
在此基础上，研究团队提出了通过单个调制光束实现时变三维光扭矩的技术方案。这种调制的激光光束能够施加任意方向的旋转扭矩，进而操控微粒在不同时间沿着指定三维转轴做连续旋转运动。这一创新性的技术，正是“三维光学扳手”的核心所在。
实验证明，“三维光学扳手”不仅能够对微粒实现精准的三维旋转操控，还能够应用于活体细胞的三维旋转操控。这一技术不仅实现了激光对微粒的全自由度操控，还将光镊对微粒的三维平移操控拓展到了三维平移与转动同时操控的新高度。
这一研究成果的发表，标志着光镊技术迈向了一个新的发展阶段。未来，“三维光学扳手”有望在细胞三维层析、光学传感、微机器人等领域展现出广泛的应用前景。它将为科学研究和技术创新提供强有力的支持，推动相关领域取得更加显著的进展。
值得注意的是，这一创新成果的取得并非一蹴而就。研究团队在研发过程中克服了重重困难，不断挑战技术极限。他们的努力和坚持，不仅为科学界带来了这一重要的技术突破，更为我们展示了科研人员的创新精神和执着追求。
“三维光学扳手”的成功研发，不仅是中国科学技术大学和新加坡国立大学科研合作的结晶，更是全球科研团队共同努力的结果。这一成果的取得，不仅提升了我国在微观粒子操控领域的国际影响力，更为我们探索未知世界、推动科技进步提供了有力的支持。
