Abstract

The transverse trapping forces on a dielectric sphere located at an oil-water interface are theoretically investigated with the ray-optics model. The transverse trapping forces rely on the internal property of the particle-interface system, and increase with either the decrease of three phase contact angles at the oil-water interface or the use of oil phase with low refractive index. The numerical results also show that the transverse trapping forces can be improved by either decreasing the numerical aperture of the microscope objective or shrinking the diameter of the trapping laser beam.

© 2010 Chinese Optics Letters

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. R. Aveyard, B. P. Binks, J. H. Clint, P. D. I. Fletcher, T. S. Horozov, B. Neumann, V. N. Paunov, J. Annesley, S. W. Botchway, D. Nees, A. W. Parker, A. D. Ward, and A. N. Burgess, Phys. Rev. Lett. 88, 246102 (2002).
  2. M. G. Nikolaides, A. R. Bausch, M. F. Hsu, A. D. Dinsmore, M. P. Brenner, C. Gay, and D. A. Weitz, Nature 420, 299 (2002).
  3. B. J. Park, J. P. Pantina, E. M. Furst, M. Oettel, S. Reynaert, and J. Vermant, Langmuir 24, 1686 (2008).
  4. C. Gutsche, U. F. Keyser, K. Kegler, F. Kremer, and P. Linse, Phys. Rev. E 76, 031403 (2007).
  5. H. Ren, L. Zhuang, and Y. Li, Chinese J. Lasers (in Chinese) 35, 151 (2008).
  6. A. Ashkin, J. M. Dziedzic, J. E. Bjorkholm, and S. Chu, Opt. Lett. 11, 288 (1986).
  7. K. C. Neuman and S. M. Block, Rev. Sci. Instrum. 75, 2787 (2004).
  8. J. Wu, Y. Ren, Z. Wang, C. Zhou, and Y. Li, Chinese J. Lasers (in Chinese) 36, 2751 (2009).
  9. B. J. Park and E. M. Furst, Langmuir 24, 13383 (2008).
  10. B. P. Binks, Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 7, 21 (2002).
  11. X. Yan and M. Luo, Interface Chemistry (in Chinese) (Chemical Industry Press, Beijing, 2005).
  12. A. Ashkin, Biophys. J. 61, 569 (1992).
  13. W. H. Wright, G. J. Sonek, and M. W. Berns, Appl. Phys. Lett. 63, 715 (1993).
  14. J.-H. Zhou, H.-L. Ren, J. Cai, and Y.-M. Li, Appl. Opt. 47, 6307 (2008).
  15. M. Born and E. Wolf, Principles of Optics (7th edn.) (Cambridge University Press, Cambridge, 1999).
  16. W. H. Wright, G. J. Sonek, and M. W. Berns, Appl. Opt. 33, 1735 (1994).
  17. M. Gu, P. C. Ke, and X. S. Gan, Rev. Sci. Instrum. 68, 3666 (1997).
  18. B.-H. Meng, J.-H. Zhou, M.-C. Zhong, Y.-M. Li, J.-G. Wu, and H.-L. Ren, Chin. Phys. Lett. 25, 2300 (2008).
  19. N. Malagnino, G. Pesce, A. Sasso, and E. Arimondo, Opt. Commun. 214, 15 (2002).
  20. G. Da Costa and J. Calatroni, Appl. Opt. 18, 233 (1979).
  21. M. Oettel and S. Dietrich, Langmuir 24, 1425 (2008).

2009

J. Wu, Y. Ren, Z. Wang, C. Zhou, and Y. Li, Chinese J. Lasers (in Chinese) 36, 2751 (2009).

2008

B. J. Park and E. M. Furst, Langmuir 24, 13383 (2008).

B. J. Park, J. P. Pantina, E. M. Furst, M. Oettel, S. Reynaert, and J. Vermant, Langmuir 24, 1686 (2008).

H. Ren, L. Zhuang, and Y. Li, Chinese J. Lasers (in Chinese) 35, 151 (2008).

B.-H. Meng, J.-H. Zhou, M.-C. Zhong, Y.-M. Li, J.-G. Wu, and H.-L. Ren, Chin. Phys. Lett. 25, 2300 (2008).

M. Oettel and S. Dietrich, Langmuir 24, 1425 (2008).

J.-H. Zhou, H.-L. Ren, J. Cai, and Y.-M. Li, Appl. Opt. 47, 6307 (2008).

2007

C. Gutsche, U. F. Keyser, K. Kegler, F. Kremer, and P. Linse, Phys. Rev. E 76, 031403 (2007).

2004

K. C. Neuman and S. M. Block, Rev. Sci. Instrum. 75, 2787 (2004).

2002

N. Malagnino, G. Pesce, A. Sasso, and E. Arimondo, Opt. Commun. 214, 15 (2002).

R. Aveyard, B. P. Binks, J. H. Clint, P. D. I. Fletcher, T. S. Horozov, B. Neumann, V. N. Paunov, J. Annesley, S. W. Botchway, D. Nees, A. W. Parker, A. D. Ward, and A. N. Burgess, Phys. Rev. Lett. 88, 246102 (2002).

M. G. Nikolaides, A. R. Bausch, M. F. Hsu, A. D. Dinsmore, M. P. Brenner, C. Gay, and D. A. Weitz, Nature 420, 299 (2002).

B. P. Binks, Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 7, 21 (2002).

1997

M. Gu, P. C. Ke, and X. S. Gan, Rev. Sci. Instrum. 68, 3666 (1997).

1994

1993

W. H. Wright, G. J. Sonek, and M. W. Berns, Appl. Phys. Lett. 63, 715 (1993).

1992

A. Ashkin, Biophys. J. 61, 569 (1992).

1986

1979

Annesley, J.

R. Aveyard, B. P. Binks, J. H. Clint, P. D. I. Fletcher, T. S. Horozov, B. Neumann, V. N. Paunov, J. Annesley, S. W. Botchway, D. Nees, A. W. Parker, A. D. Ward, and A. N. Burgess, Phys. Rev. Lett. 88, 246102 (2002).

Arimondo, E.

N. Malagnino, G. Pesce, A. Sasso, and E. Arimondo, Opt. Commun. 214, 15 (2002).

Ashkin, A.

Aveyard, R.

R. Aveyard, B. P. Binks, J. H. Clint, P. D. I. Fletcher, T. S. Horozov, B. Neumann, V. N. Paunov, J. Annesley, S. W. Botchway, D. Nees, A. W. Parker, A. D. Ward, and A. N. Burgess, Phys. Rev. Lett. 88, 246102 (2002).

Bausch, A. R.

M. G. Nikolaides, A. R. Bausch, M. F. Hsu, A. D. Dinsmore, M. P. Brenner, C. Gay, and D. A. Weitz, Nature 420, 299 (2002).

Berns, M. W.

W. H. Wright, G. J. Sonek, and M. W. Berns, Appl. Opt. 33, 1735 (1994).

W. H. Wright, G. J. Sonek, and M. W. Berns, Appl. Phys. Lett. 63, 715 (1993).

Binks, B. P.

B. P. Binks, Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 7, 21 (2002).

R. Aveyard, B. P. Binks, J. H. Clint, P. D. I. Fletcher, T. S. Horozov, B. Neumann, V. N. Paunov, J. Annesley, S. W. Botchway, D. Nees, A. W. Parker, A. D. Ward, and A. N. Burgess, Phys. Rev. Lett. 88, 246102 (2002).

Bjorkholm, J. E.

Block, S. M.

K. C. Neuman and S. M. Block, Rev. Sci. Instrum. 75, 2787 (2004).

Botchway, S. W.

R. Aveyard, B. P. Binks, J. H. Clint, P. D. I. Fletcher, T. S. Horozov, B. Neumann, V. N. Paunov, J. Annesley, S. W. Botchway, D. Nees, A. W. Parker, A. D. Ward, and A. N. Burgess, Phys. Rev. Lett. 88, 246102 (2002).

Brenner, M. P.

M. G. Nikolaides, A. R. Bausch, M. F. Hsu, A. D. Dinsmore, M. P. Brenner, C. Gay, and D. A. Weitz, Nature 420, 299 (2002).

Burgess, A. N.

R. Aveyard, B. P. Binks, J. H. Clint, P. D. I. Fletcher, T. S. Horozov, B. Neumann, V. N. Paunov, J. Annesley, S. W. Botchway, D. Nees, A. W. Parker, A. D. Ward, and A. N. Burgess, Phys. Rev. Lett. 88, 246102 (2002).

Cai, J.

Calatroni, J.

Chu, S.

Clint, J. H.

R. Aveyard, B. P. Binks, J. H. Clint, P. D. I. Fletcher, T. S. Horozov, B. Neumann, V. N. Paunov, J. Annesley, S. W. Botchway, D. Nees, A. W. Parker, A. D. Ward, and A. N. Burgess, Phys. Rev. Lett. 88, 246102 (2002).

Costa, G. Da

Dietrich, S.

M. Oettel and S. Dietrich, Langmuir 24, 1425 (2008).

Dinsmore, A. D.

M. G. Nikolaides, A. R. Bausch, M. F. Hsu, A. D. Dinsmore, M. P. Brenner, C. Gay, and D. A. Weitz, Nature 420, 299 (2002).

Dziedzic, J. M.

Fletcher, P. D. I.

R. Aveyard, B. P. Binks, J. H. Clint, P. D. I. Fletcher, T. S. Horozov, B. Neumann, V. N. Paunov, J. Annesley, S. W. Botchway, D. Nees, A. W. Parker, A. D. Ward, and A. N. Burgess, Phys. Rev. Lett. 88, 246102 (2002).

Furst, E. M.

B. J. Park, J. P. Pantina, E. M. Furst, M. Oettel, S. Reynaert, and J. Vermant, Langmuir 24, 1686 (2008).

B. J. Park and E. M. Furst, Langmuir 24, 13383 (2008).

Gan, X. S.

M. Gu, P. C. Ke, and X. S. Gan, Rev. Sci. Instrum. 68, 3666 (1997).

Gay, C.

M. G. Nikolaides, A. R. Bausch, M. F. Hsu, A. D. Dinsmore, M. P. Brenner, C. Gay, and D. A. Weitz, Nature 420, 299 (2002).

Gu, M.

M. Gu, P. C. Ke, and X. S. Gan, Rev. Sci. Instrum. 68, 3666 (1997).

Gutsche, C.

C. Gutsche, U. F. Keyser, K. Kegler, F. Kremer, and P. Linse, Phys. Rev. E 76, 031403 (2007).

Horozov, T. S.

R. Aveyard, B. P. Binks, J. H. Clint, P. D. I. Fletcher, T. S. Horozov, B. Neumann, V. N. Paunov, J. Annesley, S. W. Botchway, D. Nees, A. W. Parker, A. D. Ward, and A. N. Burgess, Phys. Rev. Lett. 88, 246102 (2002).

Hsu, M. F.

M. G. Nikolaides, A. R. Bausch, M. F. Hsu, A. D. Dinsmore, M. P. Brenner, C. Gay, and D. A. Weitz, Nature 420, 299 (2002).

Ke, P. C.

M. Gu, P. C. Ke, and X. S. Gan, Rev. Sci. Instrum. 68, 3666 (1997).

Kegler, K.

C. Gutsche, U. F. Keyser, K. Kegler, F. Kremer, and P. Linse, Phys. Rev. E 76, 031403 (2007).

Keyser, U. F.

C. Gutsche, U. F. Keyser, K. Kegler, F. Kremer, and P. Linse, Phys. Rev. E 76, 031403 (2007).

Kremer, F.

C. Gutsche, U. F. Keyser, K. Kegler, F. Kremer, and P. Linse, Phys. Rev. E 76, 031403 (2007).

Li, Y.

J. Wu, Y. Ren, Z. Wang, C. Zhou, and Y. Li, Chinese J. Lasers (in Chinese) 36, 2751 (2009).

H. Ren, L. Zhuang, and Y. Li, Chinese J. Lasers (in Chinese) 35, 151 (2008).

Li, Y.-M.

B.-H. Meng, J.-H. Zhou, M.-C. Zhong, Y.-M. Li, J.-G. Wu, and H.-L. Ren, Chin. Phys. Lett. 25, 2300 (2008).

J.-H. Zhou, H.-L. Ren, J. Cai, and Y.-M. Li, Appl. Opt. 47, 6307 (2008).

Linse, P.

C. Gutsche, U. F. Keyser, K. Kegler, F. Kremer, and P. Linse, Phys. Rev. E 76, 031403 (2007).

Malagnino, N.

N. Malagnino, G. Pesce, A. Sasso, and E. Arimondo, Opt. Commun. 214, 15 (2002).

Meng, B.-H.

B.-H. Meng, J.-H. Zhou, M.-C. Zhong, Y.-M. Li, J.-G. Wu, and H.-L. Ren, Chin. Phys. Lett. 25, 2300 (2008).

Nees, D.

R. Aveyard, B. P. Binks, J. H. Clint, P. D. I. Fletcher, T. S. Horozov, B. Neumann, V. N. Paunov, J. Annesley, S. W. Botchway, D. Nees, A. W. Parker, A. D. Ward, and A. N. Burgess, Phys. Rev. Lett. 88, 246102 (2002).

Neuman, K. C.

K. C. Neuman and S. M. Block, Rev. Sci. Instrum. 75, 2787 (2004).

Neumann, B.

R. Aveyard, B. P. Binks, J. H. Clint, P. D. I. Fletcher, T. S. Horozov, B. Neumann, V. N. Paunov, J. Annesley, S. W. Botchway, D. Nees, A. W. Parker, A. D. Ward, and A. N. Burgess, Phys. Rev. Lett. 88, 246102 (2002).

Nikolaides, M. G.

M. G. Nikolaides, A. R. Bausch, M. F. Hsu, A. D. Dinsmore, M. P. Brenner, C. Gay, and D. A. Weitz, Nature 420, 299 (2002).

Oettel, M.

B. J. Park, J. P. Pantina, E. M. Furst, M. Oettel, S. Reynaert, and J. Vermant, Langmuir 24, 1686 (2008).

M. Oettel and S. Dietrich, Langmuir 24, 1425 (2008).

Pantina, J. P.

B. J. Park, J. P. Pantina, E. M. Furst, M. Oettel, S. Reynaert, and J. Vermant, Langmuir 24, 1686 (2008).

Park, B. J.

B. J. Park and E. M. Furst, Langmuir 24, 13383 (2008).

B. J. Park, J. P. Pantina, E. M. Furst, M. Oettel, S. Reynaert, and J. Vermant, Langmuir 24, 1686 (2008).

Parker, A. W.

R. Aveyard, B. P. Binks, J. H. Clint, P. D. I. Fletcher, T. S. Horozov, B. Neumann, V. N. Paunov, J. Annesley, S. W. Botchway, D. Nees, A. W. Parker, A. D. Ward, and A. N. Burgess, Phys. Rev. Lett. 88, 246102 (2002).

Paunov, V. N.

R. Aveyard, B. P. Binks, J. H. Clint, P. D. I. Fletcher, T. S. Horozov, B. Neumann, V. N. Paunov, J. Annesley, S. W. Botchway, D. Nees, A. W. Parker, A. D. Ward, and A. N. Burgess, Phys. Rev. Lett. 88, 246102 (2002).

Pesce, G.

N. Malagnino, G. Pesce, A. Sasso, and E. Arimondo, Opt. Commun. 214, 15 (2002).

Ren, H.

H. Ren, L. Zhuang, and Y. Li, Chinese J. Lasers (in Chinese) 35, 151 (2008).

Ren, H.-L.

B.-H. Meng, J.-H. Zhou, M.-C. Zhong, Y.-M. Li, J.-G. Wu, and H.-L. Ren, Chin. Phys. Lett. 25, 2300 (2008).

J.-H. Zhou, H.-L. Ren, J. Cai, and Y.-M. Li, Appl. Opt. 47, 6307 (2008).

Ren, Y.

J. Wu, Y. Ren, Z. Wang, C. Zhou, and Y. Li, Chinese J. Lasers (in Chinese) 36, 2751 (2009).

Reynaert, S.

B. J. Park, J. P. Pantina, E. M. Furst, M. Oettel, S. Reynaert, and J. Vermant, Langmuir 24, 1686 (2008).

Sasso, A.

N. Malagnino, G. Pesce, A. Sasso, and E. Arimondo, Opt. Commun. 214, 15 (2002).

Sonek, G. J.

W. H. Wright, G. J. Sonek, and M. W. Berns, Appl. Opt. 33, 1735 (1994).

W. H. Wright, G. J. Sonek, and M. W. Berns, Appl. Phys. Lett. 63, 715 (1993).

Vermant, J.

B. J. Park, J. P. Pantina, E. M. Furst, M. Oettel, S. Reynaert, and J. Vermant, Langmuir 24, 1686 (2008).

Wang, Z.

J. Wu, Y. Ren, Z. Wang, C. Zhou, and Y. Li, Chinese J. Lasers (in Chinese) 36, 2751 (2009).

Ward, A. D.

R. Aveyard, B. P. Binks, J. H. Clint, P. D. I. Fletcher, T. S. Horozov, B. Neumann, V. N. Paunov, J. Annesley, S. W. Botchway, D. Nees, A. W. Parker, A. D. Ward, and A. N. Burgess, Phys. Rev. Lett. 88, 246102 (2002).

Weitz, D. A.

M. G. Nikolaides, A. R. Bausch, M. F. Hsu, A. D. Dinsmore, M. P. Brenner, C. Gay, and D. A. Weitz, Nature 420, 299 (2002).

Wright, W. H.

W. H. Wright, G. J. Sonek, and M. W. Berns, Appl. Opt. 33, 1735 (1994).

W. H. Wright, G. J. Sonek, and M. W. Berns, Appl. Phys. Lett. 63, 715 (1993).

Wu, J.

J. Wu, Y. Ren, Z. Wang, C. Zhou, and Y. Li, Chinese J. Lasers (in Chinese) 36, 2751 (2009).

Wu, J.-G.

B.-H. Meng, J.-H. Zhou, M.-C. Zhong, Y.-M. Li, J.-G. Wu, and H.-L. Ren, Chin. Phys. Lett. 25, 2300 (2008).

Zhong, M.-C.

B.-H. Meng, J.-H. Zhou, M.-C. Zhong, Y.-M. Li, J.-G. Wu, and H.-L. Ren, Chin. Phys. Lett. 25, 2300 (2008).

Zhou, C.

J. Wu, Y. Ren, Z. Wang, C. Zhou, and Y. Li, Chinese J. Lasers (in Chinese) 36, 2751 (2009).

Zhou, J.-H.

B.-H. Meng, J.-H. Zhou, M.-C. Zhong, Y.-M. Li, J.-G. Wu, and H.-L. Ren, Chin. Phys. Lett. 25, 2300 (2008).

J.-H. Zhou, H.-L. Ren, J. Cai, and Y.-M. Li, Appl. Opt. 47, 6307 (2008).

Zhuang, L.

H. Ren, L. Zhuang, and Y. Li, Chinese J. Lasers (in Chinese) 35, 151 (2008).

Appl. Opt.

Appl. Phys. Lett.

W. H. Wright, G. J. Sonek, and M. W. Berns, Appl. Phys. Lett. 63, 715 (1993).

Biophys. J.

A. Ashkin, Biophys. J. 61, 569 (1992).

Chin. Phys. Lett.

B.-H. Meng, J.-H. Zhou, M.-C. Zhong, Y.-M. Li, J.-G. Wu, and H.-L. Ren, Chin. Phys. Lett. 25, 2300 (2008).

Chinese J. Lasers (in Chinese)

H. Ren, L. Zhuang, and Y. Li, Chinese J. Lasers (in Chinese) 35, 151 (2008).

J. Wu, Y. Ren, Z. Wang, C. Zhou, and Y. Li, Chinese J. Lasers (in Chinese) 36, 2751 (2009).

Curr. Opin. Colloid Interface Sci.

B. P. Binks, Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 7, 21 (2002).

Langmuir

B. J. Park and E. M. Furst, Langmuir 24, 13383 (2008).

B. J. Park, J. P. Pantina, E. M. Furst, M. Oettel, S. Reynaert, and J. Vermant, Langmuir 24, 1686 (2008).

M. Oettel and S. Dietrich, Langmuir 24, 1425 (2008).

Nature

M. G. Nikolaides, A. R. Bausch, M. F. Hsu, A. D. Dinsmore, M. P. Brenner, C. Gay, and D. A. Weitz, Nature 420, 299 (2002).

Opt. Commun.

N. Malagnino, G. Pesce, A. Sasso, and E. Arimondo, Opt. Commun. 214, 15 (2002).

Opt. Lett.

Phys. Rev. E

C. Gutsche, U. F. Keyser, K. Kegler, F. Kremer, and P. Linse, Phys. Rev. E 76, 031403 (2007).

Phys. Rev. Lett.

R. Aveyard, B. P. Binks, J. H. Clint, P. D. I. Fletcher, T. S. Horozov, B. Neumann, V. N. Paunov, J. Annesley, S. W. Botchway, D. Nees, A. W. Parker, A. D. Ward, and A. N. Burgess, Phys. Rev. Lett. 88, 246102 (2002).

Rev. Sci. Instrum.

K. C. Neuman and S. M. Block, Rev. Sci. Instrum. 75, 2787 (2004).

M. Gu, P. C. Ke, and X. S. Gan, Rev. Sci. Instrum. 68, 3666 (1997).

Other

M. Born and E. Wolf, Principles of Optics (7th edn.) (Cambridge University Press, Cambridge, 1999).

X. Yan and M. Luo, Interface Chemistry (in Chinese) (Chemical Industry Press, Beijing, 2005).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.