Abstract

We propose an optical configuration in which floating particles in a microfluidic chamber can be characterized by an interference microscopy configuration to obtain quantitative phase-contrast maps. The configuration is simply made by two laser beams from the same laser source. One beam provides the optical forces for driving the particle along appropriate paths, but at same time works as the object illumination beam in the holographic microscope. The second beam plays the role of the reference beam, allowing recording of an interference fringe pattern (i.e., the digital hologram) in an out-of-focus image plane. The system and method are illustrated and experimental results are offered for polymeric particles as well as for in vitro cells with the aim to demonstrate the approach.

© 2011 Optical Society of America

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. T. Čižmár, M. Mazilu, and K. Dholakia, Nat. Photonics 4, 388 (2010).
    [CrossRef]
  2. M. Antkowiak, M. L. Torres-Mapa, K. Dholakia, and F. J. Gunn-Moore, Biomed. Opt. Express 1, 414 (2010).
    [CrossRef]
  3. M. DaneshPanah, S. Zwick, F. Schaal, M. Warber, B. Javidi, and W. Osten, J. Disp. Technol. 6, 490 (2010).
    [CrossRef]
  4. D. G. Grier, Nature 424, 810 (2003).
    [CrossRef]
  5. M. J. Padgett and R. Di Leonardo, Lab Chip 11, 1196 (2011).
    [CrossRef]
  6. F. C. Cheong, B. J. Krishnatreya, and D. G. Grier, Opt. Express 18, 13563 (2010).
    [CrossRef]
  7. H. Yang, N. Halliwell, and J. Coupland, Meas. Sci. Technol. 15, 694 (2004).
    [CrossRef]
  8. Y. Park, G. Popescu, K. Badizadegan, R. R. Dasari, and M. S. Feld, Opt. Lett. 32, 811 (2007).
    [CrossRef]
  9. C. Song, T.-D. Luong, T. Fook Kong, N.-T. Nguyen, and A. K. Asundi, Opt. Lett. 36, 657 (2011).
    [CrossRef]
  10. J. A. Rodrigo, A. M. Caravaca-Aguirre, T. Alieva, G. Cristóbal, and M. L. Calvo, Opt. Express 19, 5232 (2011).
    [CrossRef]
  11. W. Bishara, H. Zhu, and A. Ozcan, Opt. Express 18, 27499(2010).
    [CrossRef]
  12. T.-W. Su, S. O. Isikman, W. Bishara, D. Tseng, A. Erlinger, and A. Ozcan, Opt. Express 18, 9690 (2010).
    [CrossRef]
  13. S. O. Isikman, W. Bishara, S. Mavandadi, F. W. Yu, S. Feng, R. Lau, and A. Ozcan, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108, 7296 (2011).
    [CrossRef]
  14. D. Psaltis, S. R. Quake, and C. Yang, Nature 442, 381 (2006).
    [CrossRef]
  15. A. A. Lall, A. Terray, and S. J. Hart, Opt. Express 18, 26775 (2010).
    [CrossRef]
  16. N. T. Shaked, L. L. Satterwhite, N. Bursac, and A. Wax, Biomed. Opt. Express 1, 706 (2010).
    [CrossRef]
  17. F. Dubois, C. Yourassowsky, O. Monnom, J. C. Legros, O. Debeir, P. Van Ham, R. Kiss, and C. Decaestecker, J. Biomed. Opt. 11, 054032 (2006).
    [CrossRef]
  18. B. Rappaz, F. Charrière, C. Depeursinge, P. J. Magistretti, and P. Marquet, Opt. Lett. 33, 744 (2008).
    [CrossRef]
  19. B. Kemper, A. Vollmer, C. E. Rommel, J. Schnekenburger, and G. von Bally, J. Biomed. Opt. 16, 026014 (2011).
    [CrossRef]
  20. G. Coppola, G. Di Caprio, M. Gioffré, R. Puglisi, D. Balduzzi, A. Galli, L. Miccio, M. Paturzo, S. Grilli, A. Finizio, and P. Ferraro, Opt. Lett. 35, 3390 (2010).
    [CrossRef]
  21. L. MiccioD. Alfieri, S. Grilli, P. Ferraro, A. Finizio, L. De Petrocellis, and S. D. Nicola, Appl. Phys. Lett. 90, 041104 (2007).
    [CrossRef]
  22. Z. WangL. Millet, M. Mir, H. Ding, S. Unarunotai, J. Rogers, M. U. Gillette, and G. Popescu, Opt. Express 19, 1016 (2011).
    [CrossRef]
  23. S. O. Isikman, W. Bishara, H. Zhu, and A. Ozcan, Appl. Phys. Lett. 98, 161109 (2011).
    [CrossRef]
  24. A. El Mallahi and F. Dubois, Opt. Express 19, 6684 (2011).
    [CrossRef]
  25. W. M. Ash and M. K. Kim, Opt. Express 16, 9811 (2008).
    [CrossRef]
  26. S. Grilli, P. Ferraro, S. De Nicola, A. Finizio, G. Pierattini, and R. Meucci, Opt. Express 9, 294 (2001).
    [CrossRef]
  27. P. Ferraro, S. De Nicola, A. Finizio, G. Coppola, S. Grilli, C. Magro, and G. Pierattini, Appl. Opt. 42, 1938 (2003).
    [CrossRef]
  28. P. Ferraro, D. Alferi, S. De Nicola, L. De Petrocellis, A. Finizio, and G. Pierattini, Opt. Lett. 31, 1405 (2006).
    [CrossRef]

2011

M. J. Padgett and R. Di Leonardo, Lab Chip 11, 1196 (2011).
[CrossRef]

S. O. Isikman, W. Bishara, S. Mavandadi, F. W. Yu, S. Feng, R. Lau, and A. Ozcan, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108, 7296 (2011).
[CrossRef]

B. Kemper, A. Vollmer, C. E. Rommel, J. Schnekenburger, and G. von Bally, J. Biomed. Opt. 16, 026014 (2011).
[CrossRef]

S. O. Isikman, W. Bishara, H. Zhu, and A. Ozcan, Appl. Phys. Lett. 98, 161109 (2011).
[CrossRef]

Z. WangL. Millet, M. Mir, H. Ding, S. Unarunotai, J. Rogers, M. U. Gillette, and G. Popescu, Opt. Express 19, 1016 (2011).
[CrossRef]

C. Song, T.-D. Luong, T. Fook Kong, N.-T. Nguyen, and A. K. Asundi, Opt. Lett. 36, 657 (2011).
[CrossRef]

J. A. Rodrigo, A. M. Caravaca-Aguirre, T. Alieva, G. Cristóbal, and M. L. Calvo, Opt. Express 19, 5232 (2011).
[CrossRef]

A. El Mallahi and F. Dubois, Opt. Express 19, 6684 (2011).
[CrossRef]

2010

2008

2007

Y. Park, G. Popescu, K. Badizadegan, R. R. Dasari, and M. S. Feld, Opt. Lett. 32, 811 (2007).
[CrossRef]

L. MiccioD. Alfieri, S. Grilli, P. Ferraro, A. Finizio, L. De Petrocellis, and S. D. Nicola, Appl. Phys. Lett. 90, 041104 (2007).
[CrossRef]

2006

D. Psaltis, S. R. Quake, and C. Yang, Nature 442, 381 (2006).
[CrossRef]

F. Dubois, C. Yourassowsky, O. Monnom, J. C. Legros, O. Debeir, P. Van Ham, R. Kiss, and C. Decaestecker, J. Biomed. Opt. 11, 054032 (2006).
[CrossRef]

P. Ferraro, D. Alferi, S. De Nicola, L. De Petrocellis, A. Finizio, and G. Pierattini, Opt. Lett. 31, 1405 (2006).
[CrossRef]

2004

H. Yang, N. Halliwell, and J. Coupland, Meas. Sci. Technol. 15, 694 (2004).
[CrossRef]

2003

2001

Alferi, D.

Alfieri, D.

L. MiccioD. Alfieri, S. Grilli, P. Ferraro, A. Finizio, L. De Petrocellis, and S. D. Nicola, Appl. Phys. Lett. 90, 041104 (2007).
[CrossRef]

Alieva, T.

Antkowiak, M.

Ash, W. M.

Asundi, A. K.

Badizadegan, K.

Balduzzi, D.

Bishara, W.

S. O. Isikman, W. Bishara, S. Mavandadi, F. W. Yu, S. Feng, R. Lau, and A. Ozcan, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108, 7296 (2011).
[CrossRef]

S. O. Isikman, W. Bishara, H. Zhu, and A. Ozcan, Appl. Phys. Lett. 98, 161109 (2011).
[CrossRef]

W. Bishara, H. Zhu, and A. Ozcan, Opt. Express 18, 27499(2010).
[CrossRef]

T.-W. Su, S. O. Isikman, W. Bishara, D. Tseng, A. Erlinger, and A. Ozcan, Opt. Express 18, 9690 (2010).
[CrossRef]

Bursac, N.

Calvo, M. L.

Caravaca-Aguirre, A. M.

Charrière, F.

Cheong, F. C.

Cižmár, T.

T. Čižmár, M. Mazilu, and K. Dholakia, Nat. Photonics 4, 388 (2010).
[CrossRef]

Coppola, G.

Coupland, J.

H. Yang, N. Halliwell, and J. Coupland, Meas. Sci. Technol. 15, 694 (2004).
[CrossRef]

Cristóbal, G.

DaneshPanah, M.

M. DaneshPanah, S. Zwick, F. Schaal, M. Warber, B. Javidi, and W. Osten, J. Disp. Technol. 6, 490 (2010).
[CrossRef]

Dasari, R. R.

De Nicola, S.

De Petrocellis, L.

L. MiccioD. Alfieri, S. Grilli, P. Ferraro, A. Finizio, L. De Petrocellis, and S. D. Nicola, Appl. Phys. Lett. 90, 041104 (2007).
[CrossRef]

P. Ferraro, D. Alferi, S. De Nicola, L. De Petrocellis, A. Finizio, and G. Pierattini, Opt. Lett. 31, 1405 (2006).
[CrossRef]

Debeir, O.

F. Dubois, C. Yourassowsky, O. Monnom, J. C. Legros, O. Debeir, P. Van Ham, R. Kiss, and C. Decaestecker, J. Biomed. Opt. 11, 054032 (2006).
[CrossRef]

Decaestecker, C.

F. Dubois, C. Yourassowsky, O. Monnom, J. C. Legros, O. Debeir, P. Van Ham, R. Kiss, and C. Decaestecker, J. Biomed. Opt. 11, 054032 (2006).
[CrossRef]

Depeursinge, C.

Dholakia, K.

Di Caprio, G.

Di Leonardo, R.

M. J. Padgett and R. Di Leonardo, Lab Chip 11, 1196 (2011).
[CrossRef]

Ding, H.

Dubois, F.

A. El Mallahi and F. Dubois, Opt. Express 19, 6684 (2011).
[CrossRef]

F. Dubois, C. Yourassowsky, O. Monnom, J. C. Legros, O. Debeir, P. Van Ham, R. Kiss, and C. Decaestecker, J. Biomed. Opt. 11, 054032 (2006).
[CrossRef]

El Mallahi, A.

Erlinger, A.

Feld, M. S.

Feng, S.

S. O. Isikman, W. Bishara, S. Mavandadi, F. W. Yu, S. Feng, R. Lau, and A. Ozcan, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108, 7296 (2011).
[CrossRef]

Ferraro, P.

Finizio, A.

Fook Kong, T.

Galli, A.

Gillette, M. U.

Gioffré, M.

Grier, D. G.

Grilli, S.

Gunn-Moore, F. J.

Halliwell, N.

H. Yang, N. Halliwell, and J. Coupland, Meas. Sci. Technol. 15, 694 (2004).
[CrossRef]

Hart, S. J.

Isikman, S. O.

S. O. Isikman, W. Bishara, H. Zhu, and A. Ozcan, Appl. Phys. Lett. 98, 161109 (2011).
[CrossRef]

S. O. Isikman, W. Bishara, S. Mavandadi, F. W. Yu, S. Feng, R. Lau, and A. Ozcan, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108, 7296 (2011).
[CrossRef]

T.-W. Su, S. O. Isikman, W. Bishara, D. Tseng, A. Erlinger, and A. Ozcan, Opt. Express 18, 9690 (2010).
[CrossRef]

Javidi, B.

M. DaneshPanah, S. Zwick, F. Schaal, M. Warber, B. Javidi, and W. Osten, J. Disp. Technol. 6, 490 (2010).
[CrossRef]

Kemper, B.

B. Kemper, A. Vollmer, C. E. Rommel, J. Schnekenburger, and G. von Bally, J. Biomed. Opt. 16, 026014 (2011).
[CrossRef]

Kim, M. K.

Kiss, R.

F. Dubois, C. Yourassowsky, O. Monnom, J. C. Legros, O. Debeir, P. Van Ham, R. Kiss, and C. Decaestecker, J. Biomed. Opt. 11, 054032 (2006).
[CrossRef]

Krishnatreya, B. J.

Lall, A. A.

Lau, R.

S. O. Isikman, W. Bishara, S. Mavandadi, F. W. Yu, S. Feng, R. Lau, and A. Ozcan, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108, 7296 (2011).
[CrossRef]

Legros, J. C.

F. Dubois, C. Yourassowsky, O. Monnom, J. C. Legros, O. Debeir, P. Van Ham, R. Kiss, and C. Decaestecker, J. Biomed. Opt. 11, 054032 (2006).
[CrossRef]

Luong, T.-D.

Magistretti, P. J.

Magro, C.

Marquet, P.

Mavandadi, S.

S. O. Isikman, W. Bishara, S. Mavandadi, F. W. Yu, S. Feng, R. Lau, and A. Ozcan, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108, 7296 (2011).
[CrossRef]

Mazilu, M.

T. Čižmár, M. Mazilu, and K. Dholakia, Nat. Photonics 4, 388 (2010).
[CrossRef]

Meucci, R.

Miccio, L.

G. Coppola, G. Di Caprio, M. Gioffré, R. Puglisi, D. Balduzzi, A. Galli, L. Miccio, M. Paturzo, S. Grilli, A. Finizio, and P. Ferraro, Opt. Lett. 35, 3390 (2010).
[CrossRef]

L. MiccioD. Alfieri, S. Grilli, P. Ferraro, A. Finizio, L. De Petrocellis, and S. D. Nicola, Appl. Phys. Lett. 90, 041104 (2007).
[CrossRef]

Millet, L.

Mir, M.

Monnom, O.

F. Dubois, C. Yourassowsky, O. Monnom, J. C. Legros, O. Debeir, P. Van Ham, R. Kiss, and C. Decaestecker, J. Biomed. Opt. 11, 054032 (2006).
[CrossRef]

Nguyen, N.-T.

Nicola, S. D.

L. MiccioD. Alfieri, S. Grilli, P. Ferraro, A. Finizio, L. De Petrocellis, and S. D. Nicola, Appl. Phys. Lett. 90, 041104 (2007).
[CrossRef]

Osten, W.

M. DaneshPanah, S. Zwick, F. Schaal, M. Warber, B. Javidi, and W. Osten, J. Disp. Technol. 6, 490 (2010).
[CrossRef]

Ozcan, A.

S. O. Isikman, W. Bishara, H. Zhu, and A. Ozcan, Appl. Phys. Lett. 98, 161109 (2011).
[CrossRef]

S. O. Isikman, W. Bishara, S. Mavandadi, F. W. Yu, S. Feng, R. Lau, and A. Ozcan, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108, 7296 (2011).
[CrossRef]

T.-W. Su, S. O. Isikman, W. Bishara, D. Tseng, A. Erlinger, and A. Ozcan, Opt. Express 18, 9690 (2010).
[CrossRef]

W. Bishara, H. Zhu, and A. Ozcan, Opt. Express 18, 27499(2010).
[CrossRef]

Padgett, M. J.

M. J. Padgett and R. Di Leonardo, Lab Chip 11, 1196 (2011).
[CrossRef]

Park, Y.

Paturzo, M.

Pierattini, G.

Popescu, G.

Psaltis, D.

D. Psaltis, S. R. Quake, and C. Yang, Nature 442, 381 (2006).
[CrossRef]

Puglisi, R.

Quake, S. R.

D. Psaltis, S. R. Quake, and C. Yang, Nature 442, 381 (2006).
[CrossRef]

Rappaz, B.

Rodrigo, J. A.

Rogers, J.

Rommel, C. E.

B. Kemper, A. Vollmer, C. E. Rommel, J. Schnekenburger, and G. von Bally, J. Biomed. Opt. 16, 026014 (2011).
[CrossRef]

Satterwhite, L. L.

Schaal, F.

M. DaneshPanah, S. Zwick, F. Schaal, M. Warber, B. Javidi, and W. Osten, J. Disp. Technol. 6, 490 (2010).
[CrossRef]

Schnekenburger, J.

B. Kemper, A. Vollmer, C. E. Rommel, J. Schnekenburger, and G. von Bally, J. Biomed. Opt. 16, 026014 (2011).
[CrossRef]

Shaked, N. T.

Song, C.

Su, T.-W.

Terray, A.

Torres-Mapa, M. L.

Tseng, D.

Unarunotai, S.

Van Ham, P.

F. Dubois, C. Yourassowsky, O. Monnom, J. C. Legros, O. Debeir, P. Van Ham, R. Kiss, and C. Decaestecker, J. Biomed. Opt. 11, 054032 (2006).
[CrossRef]

Vollmer, A.

B. Kemper, A. Vollmer, C. E. Rommel, J. Schnekenburger, and G. von Bally, J. Biomed. Opt. 16, 026014 (2011).
[CrossRef]

von Bally, G.

B. Kemper, A. Vollmer, C. E. Rommel, J. Schnekenburger, and G. von Bally, J. Biomed. Opt. 16, 026014 (2011).
[CrossRef]

Wang, Z.

Warber, M.

M. DaneshPanah, S. Zwick, F. Schaal, M. Warber, B. Javidi, and W. Osten, J. Disp. Technol. 6, 490 (2010).
[CrossRef]

Wax, A.

Yang, C.

D. Psaltis, S. R. Quake, and C. Yang, Nature 442, 381 (2006).
[CrossRef]

Yang, H.

H. Yang, N. Halliwell, and J. Coupland, Meas. Sci. Technol. 15, 694 (2004).
[CrossRef]

Yourassowsky, C.

F. Dubois, C. Yourassowsky, O. Monnom, J. C. Legros, O. Debeir, P. Van Ham, R. Kiss, and C. Decaestecker, J. Biomed. Opt. 11, 054032 (2006).
[CrossRef]

Yu, F. W.

S. O. Isikman, W. Bishara, S. Mavandadi, F. W. Yu, S. Feng, R. Lau, and A. Ozcan, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108, 7296 (2011).
[CrossRef]

Zhu, H.

S. O. Isikman, W. Bishara, H. Zhu, and A. Ozcan, Appl. Phys. Lett. 98, 161109 (2011).
[CrossRef]

W. Bishara, H. Zhu, and A. Ozcan, Opt. Express 18, 27499(2010).
[CrossRef]

Zwick, S.

M. DaneshPanah, S. Zwick, F. Schaal, M. Warber, B. Javidi, and W. Osten, J. Disp. Technol. 6, 490 (2010).
[CrossRef]

Appl. Opt.

Appl. Phys. Lett.

L. MiccioD. Alfieri, S. Grilli, P. Ferraro, A. Finizio, L. De Petrocellis, and S. D. Nicola, Appl. Phys. Lett. 90, 041104 (2007).
[CrossRef]

S. O. Isikman, W. Bishara, H. Zhu, and A. Ozcan, Appl. Phys. Lett. 98, 161109 (2011).
[CrossRef]

Biomed. Opt. Express

J. Biomed. Opt.

F. Dubois, C. Yourassowsky, O. Monnom, J. C. Legros, O. Debeir, P. Van Ham, R. Kiss, and C. Decaestecker, J. Biomed. Opt. 11, 054032 (2006).
[CrossRef]

B. Kemper, A. Vollmer, C. E. Rommel, J. Schnekenburger, and G. von Bally, J. Biomed. Opt. 16, 026014 (2011).
[CrossRef]

J. Disp. Technol.

M. DaneshPanah, S. Zwick, F. Schaal, M. Warber, B. Javidi, and W. Osten, J. Disp. Technol. 6, 490 (2010).
[CrossRef]

Lab Chip

M. J. Padgett and R. Di Leonardo, Lab Chip 11, 1196 (2011).
[CrossRef]

Meas. Sci. Technol.

H. Yang, N. Halliwell, and J. Coupland, Meas. Sci. Technol. 15, 694 (2004).
[CrossRef]

Nat. Photonics

T. Čižmár, M. Mazilu, and K. Dholakia, Nat. Photonics 4, 388 (2010).
[CrossRef]

Nature

D. G. Grier, Nature 424, 810 (2003).
[CrossRef]

D. Psaltis, S. R. Quake, and C. Yang, Nature 442, 381 (2006).
[CrossRef]

Opt. Express

Opt. Lett.

Proc. Natl. Acad. Sci. USA

S. O. Isikman, W. Bishara, S. Mavandadi, F. W. Yu, S. Feng, R. Lau, and A. Ozcan, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108, 7296 (2011).
[CrossRef]

Supplementary Material (2)

» Media 1: MOV (3699 KB)     
» Media 2: MOV (944 KB)     

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.


Metrics