这三位科学家主要在两个领域进行研究：已经96岁高龄、仍在继续研究工作的阿什金博士利用连续的激光束在微观领域进行操作，而穆鲁与斯特里克兰师徒则研究持续时间短暂，但是功率超强的激光脉冲。这三个人把人类对于激光的操作发展到极致，为人类认识自然和探索自然界全新的领域提供了宝贵的工具。

与人类通常理解的多种颜色、方向混杂的白光不同，激光是一种物质在受到激发状态下发出的，光子的波长、方向乃至偏振都一致的光线。关于激光最早的理论研究，源于爱因斯坦在1917年根据量子理论做出的有关物质辐射的研究。此后科学家们一直对激光进行各种探索，直到1960年5月，美国物理学家西奥多·梅曼（Theodor Maiman）在位于美国马里布的HRL实验室制造出了第一束人造激光。

自从有了第一束人造激光，当时还在贝尔实验室工作的阿瑟·阿什金就开始思考应该怎样去利用激光进行各种工作。光具有能量，光线也会对照射的物体产生推力，问题在于这种推力太小，人根本无法感受到，因此想利用激光推动巨大的物体不大可能实现。但阿什金意识到，方向性极强的激光束可能非常适用于像镊子一样移动微小的物体。

阿什金先是试着利用激光束照射微米级别的透明圆球，正如他所设想的一样，小球在激光的推动下移动了。他还发现，在激光的作用下，小球会向着激光束的中心，也就是激光束能量最强的地方移动。其中的原理在于，激光束在中心位置最集中，而它的强度逐渐由内向外减弱，因此当激光束照射小球，光束外围相对较弱的各部分产生的合力把它向激光束的中心推动——在宣布诺贝尔奖的新闻发布会上，一位诺奖委员会的成员在视频里用一个吹风机和一个乒乓球清晰地展示出了这个效应——随后阿什金又利用透镜对激光进行聚焦，小球也随之移动到了激光束最强的位置。

这种利用激光束操纵微小物体的“光镊”（Optical Tweezers）诞生了。1986年，阿什金在《光学快报》（Optical Letters）杂志发表了开创性的论文：《对单光束梯度力光井对于介电粒子作用的观察》（Observation of a Single-Beam Gradient Force Optical Trap For Dielectric Particles）。在克服了一系列困难之后，阿什金实现了利用光镊技术来操纵细菌，甚至是单个的原子。其中的困难在于，想要操纵原子就需要更强的光镊，而与此同时还要小心不能让原子被光镊加热，这就需要事先降低原子的速度，这也随之开创了另一个重要的研究领域。

而阿什金的兴趣主要集中在如何利用光镊技术研究生物体的内部结构和运动机制。