Τα τσιμπιδάκια λέιζερ, γνωστά και ως οπτικά τσιμπιδάκια, χρησιμοποιούν ακτίνες λέιζερ για να παγιδεύουν μικροσκοπικά ή νανοσκοπικά σωματίδια με ακριβή τρισδιάστατη τοποθέτηση. Οι ακτίνες λέιζερ εκμεταλλεύονται ένα φαινόμενο που ονομάζεται ασυμφωνία του δείκτη διάθλασης. Αυτό το βλέπουμε κάθε φορά που κοιτάμε ένα καλαμάκι σε ένα ποτήρι νερό. Σε μικροσκοπικές κλίμακες, η λεπτή κάμψη του φωτός από το σωματίδιο έχει ως αποτέλεσμα την ορμή να μεταδίδεται σε αυτό, προβάλλοντας μια μικροσκοπική ελκτική ή απωστική δύναμη. Το αποτέλεσμα είναι εξαιρετικά λεπτόκοκκη ακρίβεια και έλεγχος σε ένα μόνο σωματίδιο στη δέσμη, έλεγχος σε κλίμακες υπονανομέτρων.
Τα τσιμπιδάκια λέιζερ λειτουργούν μόνο όταν το υλικό που χρησιμοποιείται είναι διηλεκτρικό, δηλαδή ένας μονωτήρας που αποστρέφεται τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία. Ένα εστιασμένο λέιζερ στο τσιμπιδάκι δημιουργεί ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο με τη μορφή συμπυκνωμένου φωτός. Η προσέγγιση λέιζερ μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αιώρηση βακτηρίων, ιών, ακόμη και μεμονωμένων ατόμων και μορίων. Για πολλές εφαρμογές, μικροσκοπικά δείγματα συνδέονται με ένα ελαφρώς μεγαλύτερο μικροσκοπικό σφαιρίδιο. Πολλαπλές λαβίδες λέιζερ μπορούν ακόμη και να χρησιμοποιηθούν για να τραβήξουν μέρη ενός μορίου, να το τεντώσουν και να επιτρέψουν στους επιστήμονες να παρατηρήσουν πώς κουμπώνει πίσω. Αυτό είναι απίστευτα χρήσιμο για την αποσαφήνιση των λεπτών χημικών ιδιοτήτων τους.
Το φαινόμενο της οπτικής σκέδασης από μικροσκοπικά σωματίδια αναφέρθηκε για πρώτη φορά από τον επιστήμονα των εργαστηρίων Bell, Arthur Ashkin, το 1970. Στη συνέχεια, το 1986, ο επιστήμονας Steven Chu και άλλοι έγραψαν μια εργασία σχετικά με το θέμα και βελτίωσαν πολύ τα συστήματα. Ο Δρ Chu συνέχισε να εφαρμόζει το τσιμπιδάκι λέιζερ σε μια μεγάλη ποικιλία χρήσιμων περιοχών, συμπεριλαμβανομένης της ψύξης των ατόμων με το σταμάτημά τους στη θέση τους, και κέρδισε το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής το 1997 για τη σκληρή δουλειά του.
Τα τσιμπιδάκια λέιζερ ήταν πολύτιμα στη μελέτη σε μικροσκοπικά χαρακτηριστικά σε βιολογικές μηχανές, όπως οι πανταχού παρόντες βιολογικοί κινητήρες που οδηγούν την κίνηση στο κύτταρο. Αυτό συμβάλλει στην αναδυόμενη επιστήμη της νανοτεχνολογίας και διευρύνει πολύ τις γνώσεις μας για τη βιολογία. Η ανίχνευση του κυτταροσκελετού των κυττάρων με λαβίδα λέιζερ βοήθησε τους επιστήμονες να δημιουργήσουν έναν χάρτη υψηλής ανάλυσης του κυττάρου, με περισσότερες λεπτομέρειες από ό,τι άλλες προσεγγίσεις θα μπορούσαν να παράγουν. Τα τσιμπιδάκια λέιζερ συνεχίζουν να αποτελούν ένα καυτό πεδίο έρευνας, με ατρόμητες ομάδες στο Μπέρκλεϊ, το Στάνφορντ, το MIT και πολλά άλλα πανεπιστήμια να εκμεταλλεύονται τις ερευνητικές δυνατότητες που έχει να προσφέρει η τεχνολογία.