Optical trapping and transport of nanoparticles with hollow core photonic crystal fibers

Mit Licht gefangene, kleine Kügelchen in Ultrahochvakuum gewinnen an Aufmerksamkeit als optomechanisches System für Tests von fundamentalen Fragen der Physik [1, 2, 3, 4, 5]. Eine der Herausforderungen solcher Experimente ist die Präparation von nanometer großen Teilchen im Ultrahochvakuum. Vorgeschlagene Teichengrößen liegen typischerweise um 100nm. Die beiden üblichen Methoden zur Präparation sind ungeeignet. Abschütteln kleiner Teilchen von piezoelektrischen Kristallen ist durch Van der Waals Kräfte limitiert. Der Zugang basierend auf Nanoteilchen in Flüssigkeitstropfen ist schädlich für ein Ultrahochvakuum. Diese Arbeit stellt eine neue Teilchenquelle vor die optisches fangen mit photonischen Hohlkristalllichtleitern kombiniert. Der Hohllichtleiter hat ein Loch von 10µm mit dem man eine Verneblungsquelle mit einer Experimentenkammer verbinden kann. Eine optische Falle durch den Lichtleiter ermöglicht das Fangen eines Teilchens von der Verneblungsquelle und einen kontrollierten Transport durch den Lichtleiter in die Experimentenkammer. Das durchgeführte Experiment demonstriert die grundlegenden Funktionsprinzipien des Transports von Nanoteilchen einer Verneblungsquelle durch einen photonischen Hohlkristal- llichtleiter in eine Experimentenkammer bei Raumdruck. Der Aufbau erlaubt hohe Positioniergenauigkeit und Charakterisierung der Dynamik von Nanoteilchen. Es wurde gezeigt, dass das System kompatibel mit einer Ultrahochvakuumumgebung ist. Des Weiteren ist das System vielversprechend den Transport eines Nanoteilchen in Ultrahochvakuum zu ermöglichen.