光镊技术，登上Advanced Science！

本研究聚焦于光镊技术在小型化与高功率应用中的热稳定性瓶颈。传统光镊依赖高数值孔径物镜等大型元件，而超构表面虽可实现小型化，但传统材料在高功率激光下热效应显著，性能下降。为此，郑州大学单崇新教授、倪佩楠教授团队与长春理工大学魏志鹏教授团队合作，创新性地采用金刚石材料制备超构表面光镊系统。金刚石具有超高热导率、低热膨胀系数和高抗激光损伤阈值。研究设计了单焦点和2×2阵列的金刚石超透镜，以及携带不同轨道角动量的涡旋超构表面。实验表明，该器件在-50°C至400°C宽温度范围内及高功率激光照射下，焦距和聚焦性能保持稳定。系统成功实现了对二氧化硅微球的稳定二维捕获、精准平移，并通过角动量传递实现了微球的可控旋转操控，旋转速度随拓扑荷数增加而提升。结论指出，该工作通过材料创新，为光镊技术提供了兼具高热稳定性、高功率耐受性和紧凑结构的平台，在微流控芯片、精密纳米操控及极端环境光子学等领域具有广阔应用前景。