Optisk fångst har blivit ett kraftfullt verktyg inom många områden som biologi, fysik, kemi. I interaktion mellan ljus och materia, överföring av optiskt linjärt momentum och vinkelmomentum ger upphov till optiska krafter som verkar på det upplysta objektet, på så sätt möjliggör accelerationen, tredimensionell (3D) inneslutning, spinning, rotation, och även negativ dragning av partiklar.

I konventionella optiska fångssystem, fångst och bildbehandling delar samma objektiv, begränsar observationsområdet till fokalplanet. För infångning av optiska fångstprocesser som sker i andra plan, speciellt det axiella planet (det som innehåller z-axeln) är fortfarande en utmaning. Hur löser man begränsningen av att få information om axialplanet i ett optiskt system för infångning av axialplan?

En forskargrupp ledd av Prof. Dr. Yao Baoli från Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics (XIOPM) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) utvecklade ett optiskt pincettsystem som möjliggör samtidig optisk infångning och avbildning i det axiella planet . Genom att använda denna teknik, de undersökte axialplansfångning och avbildningsprestanda inom olika optiska områden, inklusive Bessel, Luftig, och ormliknande balkar. Resultaten publicerades i Rapporter om framsteg i fysik .

I deras schema, en rätvinklig silverbelagd mikroreflektor användes för att realisera axialplansavbildningen, med vilken den emitterade fluorescensen reflekteras av den silverbelagda avfasningen på mikroreflektorn in i avbildningsobjektivet. Genom att använda en sådan anordning, bättre bildprestanda uppnåddes med mindre sfärisk aberration, koma, och astigmatism än andra tekniker som användningen av ett mikroprisma.

För att realisera stabil 3D-fångning och sofistikerad dynamisk mikromanipulation i det axiella planet, en modifierad Gerchberg-Saxton (GS) algoritm baserad på axialplan Fourier transform (FT) föreslogs. Genom att kombinera denna algoritm och axialplansavbildningen, de demonstrerade de mångsidiga axialplanets HOTs och undersökte fångst- och styrprestandan hos icke-diffraktionsstrålar, inklusive Bessel, Luftig, och ormliknande balkar.

Den samtidiga axialplansfångnings- och avbildningstekniken utökar fångstområdet i stor utsträckning, möjliggör observation av fångst i axialplanet. Vidare, det är grundläggande teknologi för att studera andra områden, inklusive optisk dragning, längsgående optisk bindning, tomografisk fasmikroskopi, och superupplösningsmikroskopi.