想必大家都知道，磁悬浮技术是利用磁力克服重力使物体悬浮的一种技术，我国也拥有世界上最长的一条中低速磁悬浮运营线。不过，提到光悬浮技术，或许听说过的人就很少了。现在，我们就来走进光的世界，看看光悬浮又有怎样的原理和应用。
所谓光学悬浮就是利用光的辐射压力捕获粒子，并稳定地操纵它们定位的一种技术，简称光悬浮技术。早在19世纪70年代,英国物理学家麦克斯韦就运用光的电磁理论指出：光对被它照射的物体能产生某种压力,称为光压。他不仅论证了光压存在的必然性,还计算得出了光压值。1909年，德拜在他的关于辐射压力的博士论文中首先建议用辐射压力来抵消重力，但由于普通光源所产生的辐射压力是极微弱的无法实现这项建议。不过，激光的发明为光悬浮奠定了基础。70年代初期，美国贝尔实验室的A.Ashkin首次从实验上观察到了激光的辐射压力，并用其成功地悬浮起一个直径为20μm的透明玻璃小球。由于激光悬浮技术在诸如空间材料制备、光子晶体构成、生物科学技术和激光致冷技术等方面有很好的应用前景，这项技术自70年代以来在理论和实验上都得到了广泛和深入的研究。
实现光悬浮的途径有很多，一般来说，在实验中可用四种方法实现光悬浮：第一种，通过单束垂直向上的聚焦激光悬浮粒子将一个均匀的介质小球定位于一TEM00模高斯光束的会聚点上方,重力和向上的散射力会达到平衡,而且平衡是稳定的。因为垂直方向的位移会因光强的改变而产生垂直恢复力, 横向位移又因横向梯度力的存在而引起横向恢复力。这种悬浮方法的优点是装置简单, 工作距离长。第二种，用两束功率相等、方向相反的水平激光悬浮粒子。利用两束等功率、反向的水平激光的梯度力之和与粒子所受的重力平衡。这种方法垂直和水平稳定性较好。第三种，采用大数值孔径的显微物镜将一束垂直向下的激光高度汇聚于粒子, 捕获粒子并稳定地操纵它。这种光悬浮是利用大梯度力捕获粒子, 具有很高的稳定性。由于这种方法与镊子的功用类似, 因此人们又把这种方法称作“光镊子”。第四种，利用多束相干光聚焦,产生相干图案, 在干涉极大处就可形成光陷阱。调节激光束的数目和束之间的夹角,就可以产生各种不同空间分布的光陷阱。利用这些方法,可以悬浮单个或多个实心（材料构成可以是介质材料或金属材料）或空心小球的组合以及液滴等。被悬浮粒子的大小可从亚微米到上百微米, 甚至毫米量级以上。周围介质可以是真空、空气或液体, 并能在地面空间微重力环境下实现悬浮。
当然，光悬浮技术在各个方面都有着广泛的应用。近年来, 光悬浮的一个最重要的应用是在生物技术和生物科学领域。例如，上文提到的“光镊子”正广泛应用于生物领域的研究中, 除简单地俘获一个生物细胞（细菌、病毒）并使其相对其它细胞运动外,“光镊子”还可用作精确的微力传感器, 测量细胞内各种分介马达所产生的力。同样“光镊子”也可用于细胞分类、细胞融合、细胞操作等。1987年以来, 已有报道利用“光镊子”拖动烟草花叶病毒和用两把“光镊子”分别钳住大肠杆菌两端使其转动以改变取向的实验结果, 在五个小时内, 观察到酵母细胞从生芽到长成具有八个细胞群体的繁殖过程。光悬浮另一可能应用是空间无容器材料的加工。无容器加工材料将消除容器所引起的污染, 避免熔体非均匀成核，并提供高温下精确控制熔体化学组成的方法。除此之外, 光悬浮还可用于激光受控核聚变的研究（如聚变原料的压缩等），以及小粒子光散射、大气物理等方面的研究。在2015年6月，研究人员发现了石墨烯在光作用下的光推动现象：在真空玻璃管中石墨烯小球在光的作用下可以克服重力悬浮在空中。这一研究成果开启了光悬浮的又一条应用途径，可以预见，在不远的未来，光悬浮将有着越来越多的应用。
