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Application of plasmonic bowtie nanoantenna arrays for optical trapping, stacking, and sorting

机译：等离子体领结纳米天线阵列在光阱，堆叠和分选中的应用

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We present the use of Au bowtie nanoantenna arrays (BNAs) for highly efficient, multipurpose particle manipulation with unprecedented low input power and low-numerical aperture (NA) focusing. Optical trapping efficiencies measured are up to 20× the efficiencies of conventional high-NA optical traps and are among the highest reported to date. Empirically obtained plasmonic optical trapping "phase diagrams" are introduced to detail the trapping response of the BNAs as a function of input power, wavelength, polarization, particle diameter, and BNA array spacing (number density). Using these diagrams, parameters are chosen, employing strictly the degrees-of-freedom of the input light, to engineer specific trapping tasks including (1) dexterous, single-particle trapping and manipulation, (2) trapping and manipulation of two- and three-dimensional particle clusters, and (3) particle sorting. The use of low input power densities (power and NA) suggests that this bowtie nanoantenna trapping system will be particularly attractive for lab-on-a-chip technology or biological applications aimed at reducing specimen photodamage.
机译：我们目前使用Au领结纳米天线阵列（BNA）进行高效，多用途的粒子处理，具有前所未有的低输入功率和低数值孔径（NA）聚焦。测得的光阱效率是传统高NA陷阱的效率的20倍，是迄今为止报道的最高水平。引入根据经验获得的等离激元光捕获“相位图”，以详细说明BNA的捕获响应随输入功率，波长，偏振，粒径和BNA阵列间距（数量密度）的变化。使用这些图，严格采用输入光的自由度来选择参数，以设计特定的捕获任务，包括（1）灵巧，单粒子捕获和处理，（2）捕获和处理两个和三个维粒子簇，以及（3）粒子排序。低输入功率密度（功率和NA）的使用表明，这种领结式纳米天线捕获系统对于芯片实验室技术或旨在减少样品光损伤的生物应用特别有吸引力。

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