光捕获效应（Optical Trapping）是一种通过高度聚焦激光束产生力（量级通常为皮牛顿级）移动微小透明物体的效应。光捕获在微观领域有很大的用处,打开了操控微观粒子的可能性的大门。众所周知,借助高数值孔径物镜(NA)从三个维度捕获粒子大小从纳米到微米的光捕获效应。光力服从微小颗粒的Rayleigh扰乱性的规则:粒子在电磁场的影响被忽视。Self-induced Back-action (SIBA)通过在金膜上刻出单个圆形的纳米孔，利用这种结构成功的捕获了50 nm的纳米颗粒。但是在金膜表面上获得准确大小的纳米量级圆形孔的结构是需要很高的工艺技术，并且一旦确定了金膜上的孔刻好，也就只能捕获确定大小的纳米颗粒，对于比孔径大或者小的纳米颗粒的捕获就是显得无能为力了。

在研究中，利用Hollow-core Metal-cladded Waveguide (HCMW)双面金属包覆波导是一种毫米量级的结构，它由三层结构组成，最上面是一层金属膜厚度34 nm，中间是一个0.5mm大小的腔的波导层，最底下是一层厚为300 nm的金属衬底。HCMW是一种具有双层金属覆盖，因此表现出负的介电常数，导模内有效折射率存在于0 < N < 1之中。这是有别于SPR和一些其他波导形式的。实验表明，低强度的激光照射在HCMW的上表面，达到耦合角的时候耦合进波导的能量会发生很大的增强。同时，电磁场在波导腔内出现周期性的分布，出现一系列的具有周期性的同心亮环。这些亮环的光强几乎相同。之后再向波导腔内注射纳米颗粒，发现纳米颗粒会受到光强的作用在暗处出现纳米颗粒的堆积，形成里向外的一系列同心的环形圆的排列。通过用探测光照射在形成同心圆环的波导上面，在反射屏上接收到光栅衍射图样，因此说明纳米颗粒在波导中因为受到波导具有的捕获效应，出现了重新的排布形成一些类的具有周期性的同心圆形光栅。通过实验证实，不同波长的激光可以捕获不同大小的粒子，微弱的光照强度都会引起纳米颗粒的重新排布。

相关论文：Concentric Circular Grating Generated by the Patterning Trapping of Nanoparticles in an Optofluidic Chip. Scientific Reports.6:32018. DOI: 10.1038/srep32018

链接：http://www.nature.com/articles/srep32018