《光镊原理及应用》课程教学大纲
一、课程基本信息
课程中文名称：光镊原理及应用
课程英文名称：Optical tweezers theory and application
开课学期：2
学时：16
学分：1
二、课程目的和任务
激光生物学是多学科交叉的新兴学科，其中以激光微束光阱效应为基础的光镊技术是生命科学和生物工程研究的有力工具，已成为当前生物物理学中新方法和新仪器的研究热点之一。

是光子技术和生命科学相互交叉与渗透而形成的一门新的边缘学科，课程教学目标：让光镊在生命学科及其他应用领域中的作用与地位，逐步树立科学的世界观，促进综合素质的提高；帮助学生获得光镊的基本知识，掌握光镊相关技术。

通过课程小论文与研讨，让学生了解本学科的发展前沿，培养学生的创造型思维；开放式的教学，提高学生的综合分析和解决问题的能力。

三、教学内容与基本要求
教学主要内容及对学生的要求：
教学主要内容
第一章 光镊技术的产生与发展
光镊技术的理论研究、光镊技术的应用研究 国内外光镊技术的研究现状
第二章 光镊技术及其基本原理
光镊技术的描述、光镊的基本原理、光辐射压力、 梯度力和散射力、二维光学势阱、基于激光微束的三维光学势阱
第三章 光镊的理论分析与计算方法
光镊理论计算的意义、粒子分类与计算方法、光阱力与光操纵束缚条件第四章 光镊的系统构成与技术性能
传统光镊的原理、系统构成、激光器和显微镜的选取、多光镊技术 第五章 光纤光镊技术
远场光纤光镊、近场光镊
第5章 光镊技术的发展应用
光镊技术在生物学方面应用、光镊在分子生物学领域的应用、光镊与其它技术的结合应用
对学生的要求：
1、 对光镊原理方法有明确认识。

2、 对光镊系统的性能、参数能深入了解，并能自由运用。

3、 能够了解光阱力的计算方法。

4、 有查阅外文资料的能力。

五、教学设计及方法
教学方式
1) 教学与科研结合，激发学生的求知欲
2)专家讲授与教师专题讲座相结合，拓展学生知识面
3)理论与实践结合，加强学生实验技能的训练
4)中、英双语教学相结合，提高学生国际交流能力
5)撰写专题调研报告，培养学生的自主创新能力
教学手段
将多种现代的教学手段运用于课程教学之中，多方位多途径地展教学活动，以激发学生学习兴趣，提高教学效果。

1)将多媒体教学与板书相结合，以解决学时少内容多的矛盾
2)课件与电视录像片相结合，以提高学生的自学能力
3)丰富的网络资源为学生学习提供良好的软环境
六、调查、参观、实践、实验内容
七、主要参考资料
[1]《光镊原理、技术和应用》李银妹编译中国科学技术大学出版社1996
[2]《时域有限差分法FDTD Method 》 高本庆 国防工业出版社.1995年
[3][《非均匀介质中的场与波》美]Weng Cho Chew 著聂在平，柳清伙译电子工业出版社,1992年
[4] Ashkin A. Optical trapping and manipulation of single
cells using infrared laser beams. Nature, 1987, 33: 256-
267P
[5] Ashkin A, Dziedzic J M. Optical trapping and manipulation
of viruses and bacteria. Science, 1987, 235(4795): 1517-
1520P
[6] Sasaki M, Kurosawa T, Hane K. Micro-objective manipulated
with optical tweezers. Appl. Phys. Lett, 1997, 70: 785-787P 撰写人签字：院（系）教学院长（主任）签字：。