Le piégeage optique est devenu un outil puissant dans de nombreux domaines tels que la biologie, la physique, chimie. Dans l'interaction lumière-matière, le transfert de moment linéaire optique et de moment angulaire donne lieu à des forces optiques agissant sur l'objet illuminé, permettant ainsi l'accélération, confinement tridimensionnel (3D), filage, rotation, et même une traction négative des particules.

Dans les systèmes de piégeage optique conventionnels, le piégeage et l'imagerie partagent le même objectif, confiner la région d'observation au plan focal. Pour la capture des processus de piégeage optique se produisant dans d'autres plans, en particulier le plan axial (celui contenant l'axe z) est toujours un défi. Comment résoudre la limitation de l'acquisition des informations du plan axial dans le système optique de piégeage du plan axial ?

Une équipe de recherche dirigée par le professeur Yao Baoli de l'Institut d'optique et de mécanique de précision de Xi'an (XIOPM) de l'Académie chinoise des sciences (CAS) a développé un système de pinces optiques qui permet un piégeage optique et une imagerie simultanés dans le plan axial . Grâce à cette technologie, ils ont étudié le piégeage dans le plan axial et les performances d'imagerie dans divers domaines optiques, dont Bessel, Aérien, et des poutres en forme de serpent. Les résultats ont été publiés dans Rapports sur les progrès de la physique .

Dans leur schéma, un micro-réflecteur à angle droit recouvert d'argent a été utilisé pour réaliser l'imagerie dans le plan axial, avec laquelle la fluorescence émise est réfléchie par le biseau argenté du micro-réflecteur dans l'objectif d'imagerie. Par l'utilisation d'un tel appareil, de meilleures performances d'imagerie ont été obtenues avec une aberration sphérique mineure, coma, et l'astigmatisme que d'autres techniques comme l'utilisation d'un microprisme.

Pour réaliser un piégeage 3D stable et une micromanipulation dynamique sophistiquée dans le plan axial, un algorithme de Gerchberg-Saxton (GS) modifié basé sur la transformée de Fourier dans le plan axial (FT) a été proposé. En combinant cet algorithme et l'imagerie dans le plan axial, ils ont démontré les HOT polyvalents dans le plan axial et étudié les performances de piégeage et de guidage des faisceaux non diffractants, dont Bessel, Aérien, et des poutres en forme de serpent.

La technique de piégeage et d'imagerie simultanée dans le plan axial étend considérablement la plage de piégeage, permettant l'observation du piégeage dans le plan axial. Par ailleurs, c'est une technologie fondamentale pour l'étude d'autres domaines, y compris le tirage optique, reliure optique longitudinale, microscopie de phase tomographique, et la microscopie à super-résolution.