용어의 정의

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1986년 미국의 벨 연구소에서 Arthur Ashkin 박사와 그의 연구진에 의해 처음으로 소개된 이래로 많은 발전을 거듭하여 현재에 이르렀다. 나노 기술 시대의 중요한 도구 중 하나로서 특히 생물학 분야에서 광 집게의 기여는 크다고 볼 수 있다. 광 집게는 레이저 빔 초점의 광선 허리 근처에 발생하는 전기장 내부의 극도로 높은 변화도에 의존하여 3차원 내부에 마이크로미터 크기의 유전체 입자를 가둘 수 있는 힘을 생성하는 기술이다. 광 집게 내부의 힘의 근원에 대해 알기 위한 방법에는 두 가지 접근법이 있는데, 레이저의 파장보다 큰 물체에 대해 정확한 효율을 계산할 수 있는 ray optics를 기초로 하는 접근법과 레이저의 파장보다 작은 물체를 다룰 때 사용하는 전기장 접근법이 있다. ray optics의 영역에서의 힘들의 분석은 여러 벡터 성분을 모두 고려해야 하기 때문에 상당히 복잡하다. Ashikin은 1992년 발표한 논문을 통해 이러한 힘들의 분석을 ray optics의 영역에서 계산된 유전구의 활동을 가지고 상세히 서술 하였다.[3] 전기장 접근법에는 빛의 분산을 통해 발생하는 힘과 세기 분포를 통해 발생하는 분포 힘으로 분류되는데, 분산 힘은 입사광선의 파면에 수직이며, 물체가 빛의 전파방향으로 움직인다. 빔 초점 주위의 세기분포는 분포 힘을 발생시킨다.

광 집게는 세포를 포함한 다양한 분야의 생물학 연구에 응용될 수 있다. 그 예로 레이저 수술과 접목하여 세포 융합에 관한 연구와 DNA-cutting, 그리고 힘 측정을 이용한 세포구조 와 DNA coiling에 관한 연구들을 수행하는데 있어 강력한 도구로 활용되고 있다.