Hallo allerseits,

seit heute bin ich Praktikant im Laserzentrum Hannover. Das Laserzentrum beschäftigt sich mit praktischer Anwendung von Lasertechnik. Ich arbeite in der medizinischen Anwendung an der so genannten "Optischen Pinzette". Um etwas über das Praktikum auch später noch “in der Hand zu haben”, ist ein Text dazu im Entstehen. Die Einleitung zu der Thematik findet ihr als pdf hier.

Arbeitszeit ist zwischen 9:30 und 17:30. Meine Aufgabe ist, eine Optische Pinzette aufzubauen und ihre Wirkungsweise mit den vorhergesagten Effekten zu vergleichen. Bei einer Optischen Pinzette werden durchsichtige Teilchen einer Strömung ausgesetzt und durch einen Laserstrahl festgehalten (Licht ist nach Maxwell ein elektromagnetisches Feld). Mehr Texte, Filme und Fotos folgen im Laufe der Zeit, sobald ich die Videokarte in meinen Notebook gebaut habe und der Versuch steht, so dass ich durch ein Mikroskop filmen kann.

Grüße
Christoph

Eine Einführung in verschiedene Typen von Optischen Pinzettensystemen ist hier zu finden.

Boah cooles Praktikum vom hören finde ich!

Und es is nur 1 Stunde von mir entfernt ^^

top, gratuliere Christoph,
richtig interessante Forschung.
Mir vollkommen neu, dass sich Teilchen über ihren Brechungsindex festhalten lassen.
Wär spannend, mehr darüber von dir zu erfahren.
Wie lange dauert denn das Praktikum?

Hi Pendel,

das hört sich ja richtig spanend an

Die Arbeitszeiten sind nicht schlech


Gruß

Manuel K.
man1982

Hallo!

Holger Rietmann hat gesagt

Und es is nur 1 Stunde von mir entfernt

Wieso, wo bist du denn?

Günter hat gesagt

richtig interessante Forschung.

Ja, ich bin wirklich froh, nach 10 Monaten mal wieder denken zu dürfen!

Günter hat gesagt

Mir vollkommen neu, dass sich Teilchen über ihren Brechungsindex festhalten lassen.

Mach mal eine Skizze bitte. Einen Kreis (das Teilchen), von außen kommen zwei Lichtstrahlen. Die Lichtstrahlen werden am Kreis gebrochen (bekanntlich im Uhrzeigersinn von der ursprünglichen Richtung weg). Wenn du die Ursprungsrichtung gestrichelt weiterzeichnest, erhältst du die Richtung zum Fokus des Laserstrahls. Wenn du genauso auch mit den Strahlaustritten vorgehst, erhältst du 4 Vektoren, deren Summe zum Fokus zeigt (Richtung der Gradientkraft). Sobald sich das Teilchen vom Fokus wegbewegt, entstehen sofort wieder Kräfte zum Fokus.
Dagegen wirkt die Kraft, die entsteht, wenn das Licht teilweise am Kreis gestreut werden, entgegengesetzt. Daher muss die Streukraft immer kleiner sein, als die Gradientkraft.

Günter hat gesagt

Wie lange dauert denn das Praktikum?

Das hier dauert bis Ende Mai.

Viele Grüße
Christoph

Mein Versuch wurde heute von mir aufgebaut und größtenteils justiert. Probleme tauchten zwischendurch auf, als sich der Laserstrahl an einem falschen Spiegel in drei Einzelstrahlen aufteilte, von denen der falscheste 80% der Leistung hatte und die beiden anderen je 15% und 5% hatten. Sehr ungut. War ein Spiegel für sichtbares Licht gewesen und nicht für Infrarotstrahlung. Sehr ungut. Das passt jetzt. Lustiger Nebeneffekt war, dass wir dadurch festgestellt haben, dass der Laser defekt ist, weil er eine Leistungsspitze hatte, durch die sich die Leistung für ein paar Sekunden um den Faktor 28 (!!) erhöht hat und einen Schutzvorhang durchgebrannt hat. Erster Punkt morgen: Die CCD-Kamera aufbauen und auf einem x/y-Schieber fixieren. Dann geht's los mit Zwiebeln mikroskopieren ;-).

Der Text zum Versuch kommt, sobald er fertig aufgebaut ist!

seh schon, mittendrin, Forscheralltag.
Die Kamera wird an der Stifthalterung des x/y-Schreibers montiert und von 2 Analogsignalen angesteuert? Auch nicht schlecht

Günter hat gesagt

Die Kamera wird an der Stifthalterung des x/y-Schreibers montiert und von 2 Analogsignalen angesteuert? Auch nicht schlecht

Äh nee so hatte ich das nicht gemeint. Nicht SchRERber, sondern Schieber . Mit Mikrometerschrauben verstellbare Platten.

oh sorry total verlesen. Kommt davon, wenn man die Blicksprung-Methode noch nicht ganz beherrscht

Heute:
Die altbekannten Zwiebelzellen:





Der Versuch
Strömungsgeschwindigkeit

Morgen wird gelasert

Danke Pendel. Hast du die Protokolle geschrieben? Sind sehr anschaulich.
Das Problem mit den Spritzenpumpen kenn ich auch. Bei ganz kleinen Flüssen haben wir sehr stabile Spritzen aus Glas und Metallkolben verwendet.
Wird ja dann spannend morgen. Viel Glück
Günter

Günter hat gesagt

Sind sehr anschaulich.

Danke

Günter hat gesagt

Das Problem mit den Spritzenpumpen kenn ich auch. Bei ganz kleinen Flüssen haben wir sehr stabile Spritzen aus Glas und Metallkolben verwendet.

Das Problem war weniger die Stabilität, sondern vielmehr der Schrittmotor der Pumpe. Das sieht man ziemlich gut in diesem avi (knapp 2 MB).

Christoph

jo, das Pulsieren sieht man deutlich. Digital angesteuert? Wird eine ordentliche Herausforderung sein, das total pulsationsfrei hinzukriegen.
Wie wärs, einfach mit hydrostatischem Druck zu arbeiten, über Höhe und Ventil den Fluss einzustellen, Über Durchflussmesser erfassen, den langsam abnehmenden Fluss in Kauf zu nehmen, vorausgesetzt, das ist zulässig bei dem Versuch.

Günter

Günter hat gesagt

den langsam abnehmenden Fluss in Kauf zu nehmen, vorausgesetzt, das ist zulässig bei dem Versuch.

Wäre eine gute Idee, ist aber leider nicht zulässig, weil ich einen konstanten Fluss brauche. Wenn ich die Teilchen mit einem Laser festhalten möchte, ist die Kraft wichtig, die dazu minimal nötig ist. Die bestimme ich, indem ich auf das Teilchen mit voller Kraft draufhalte und dann die Laserleistung reduziere. Wenn gleichzeitig der Fluss abnimmt, ist die Messung ja für die Katz.

Christoph ← geht jetzt ins LZH und Lasert ein bisschen

Hallo,

heute war ein durchaus erfolgreicher Tag. Der Versuch läuft perfekt, ich kann damit Teilchen manipulieren und ich habe die Energiedichte der Falle hergeleitet. Alles Weitere steht hier!

klasse beschrieben Christoph, kann man ja fast verstehen
Wie kann man sich denn das optisch vorstellen? Auf die strömende Flüssigkeit mit den Partikeln wird der Laser gerichtet, Partikel huschen unter der Optik vorbei und ein Partikel, das in den Laserstrahl kommt bleibt stehen?
Kleine Frage dazu: das funktioniert, solange man es mit echten Partikeln zu tun hat und allem, das Streulicht erzeugen kann? Meinst du, das könnte auch bei biologischen Makromolekülen (z.B. DNA) oder Polymeren funktionieren, wenn sie in annähernder Kugelform vorliegen?

Moin Günter,

Günter hat gesagt

Wie kann man sich denn das optisch vorstellen? Auf die strömende Flüssigkeit mit den Partikeln wird der Laser gerichtet, Partikel huschen unter der Optik vorbei und ein Partikel, das in den Laserstrahl kommt bleibt stehen?

Sozusagen andersrum . Die Flüssigkeit steht, ich "fange" ein Teilchen und schalte dann den Strom an.

Günter hat gesagt

Meinst du, das könnte auch bei biologischen Makromolekülen (z.B. DNA) oder Polymeren funktionieren, wenn sie in annähernder Kugelform vorliegen?

Das tut es. Kugelform ist dafür übrigens nicht nötig. Es reicht, wenn der Brechungsindex des Materials größer ist, als der vom Medium außenrum. Bzw. wenn das Material durchsichtig für die verwendete Wellenlänge (hier: 1064 nm) ist.

Christoph

So, der fertige Bericht steht und findet sich unter http://astroblog.yourmail.de/pdf/Bericht.pdf.

Wichtige Erkenntnis: Ich werde garantiert nicht Werkstofftechnik studieren, dennn bei den Vorträgen darüber schlafe ich immer fast ein.

Der Titel sagt alles.  Ich habe viel dabei gelernt, u.A., dass ich beim Thema Werkstofftechnik dazu neige, fast einzuschlafen.

ist ja auch was
Gratuliere zu diesem Bericht - ist fantastisch (soweit ich das beurteilen kann )