一种操控低折射率介质纳米粒子的装置和方法制造方法及图纸
【技术实现步骤摘要】
一种操控低折射率介质纳米粒子的装置和方法
本专利技术涉及一种光镊技术，尤其是涉及一种操控低折射率介质纳米粒子的装置和方法，属于光学捕获和光学微操控
技术介绍
1986年，Ashkin成功的利用可见激光的辐射压力加速和捕获微米尺寸的中性粒子，这种技术被形象地称为光镊。光镊的出现使得人们对微小粒子的研究行为从被动观察转为主动操控，为化学、物理和生物等多个领域带来革命性的创新。例如在生物领域中，科研人员利用光镊技术对生物细胞、细菌和病毒等实现了非破坏性的无损捕获和操控。由于此类基于激光的光学微操控通常是在溶液中进行，待捕获粒子与环境媒介之间的相对折射率对粒子的行为起到了至关重要的作用。当粒子的折射率高于环境媒介时，聚焦的实心激光光斑会将粒子稳定地捕获在光斑中心的峰值强度位置。此外，折射率低于环境媒介的低折射率例子也在物理、化学、医药技术等多个领域起着举足轻重的作用。例如，捕获位于声学共振腔内的空气泡已经引发大量关于声致光学、光化学等方面的研究，并且促进了生物和医药方面的新研究。除了空气泡，低折射率粒子还可以应用于石油的油包水乳剂，食物和药物的生产过程，并有助于...
【技术保护点】
一种操控低折射率介质纳米粒子的装置，其特征在于：其包括激光器(1)、扩束镜组(2)、偏振转换器(3)、反射镜Ⅰ(4)、分束器(5)、空间光调制器Ⅰ(6)、光阑Ⅰ(7)、油浸物镜Ⅰ(8)、位移台(9)、油浸物镜Ⅱ(10)、光阑Ⅱ(11)、空间光调制器Ⅱ(12)和反射镜Ⅱ(13)，上述各元器件均沿激光器所发出的平行的入射光所在的光路上分布；所述扩束镜组(2)由两块焦距不同的透镜组成，能够将入射光扩束为特定束腰宽度的平行光；所述偏振转换器(3)的输出偏振态为径向偏振；所述分束器(5)为偏振非敏感型分束器，能够将一束光分为两束传播方向垂直的光束，并且不改变光场的偏振态分布；所述空间...
【技术特征摘要】
1.一种操控低折射率介质纳米粒子的装置，其特征在于：其包括激光器(1)、扩束镜组(2)、偏振转换器(3)、反射镜Ⅰ(4)、分束器(5)、空间光调制器Ⅰ(6)、光阑Ⅰ(7)、油浸物镜Ⅰ(8)、位移台(9)、油浸物镜Ⅱ(10)、光阑Ⅱ(11)、空间光调制器Ⅱ(12)和反射镜Ⅱ(13)，上述各元器件均沿激光器所发出的平行的入射光所在的光路上分布；所述扩束镜组(2)由两块焦距不同的透镜组成，能够将入射光扩束为特定束腰宽度的平行光；所述偏振转换器(3)的输出偏振态为径向偏振；所述分束器(5)为偏振非敏感型分束器，能够将一束光分为两束传播方向垂直的光束，并且不改变光场的偏振态分布；所述空间光调制器Ⅰ(6)和空间光调制器Ⅱ(12)均为反射型空间光调制器；所述光阑Ⅰ(7)和光阑Ⅱ(11)均用于调整透射光场的外径和内径。2.根据权利要求1所述的操控低折射率介质纳米粒子的装置，其特征在于：所述扩束镜组(2)的透镜的焦距取值需根据激光器的出射光斑尺寸和油浸物镜Ⅰ(8)与油浸物镜Ⅱ(10)的入光孔径大小而定。3.一种操控低折射率介质纳米粒子的方法，其特征在于：顺序执行以下步骤实现将低折射率介质纳米粒子三维捕获在焦斑中心：步骤一、将激光器(1)出射的激光通过扩束镜组(2)，对光束进行准直扩束，扩束后的光束束腰半径与油浸物镜Ⅰ(8)和油浸物镜Ⅱ(10)的入光孔径相同；步骤二、将步骤一中准直扩束后的激光通过偏振转换器(3)，生成径向偏振的光场；步骤三、利用反射镜Ⅰ(4)将步骤二中生成的径向偏振光场反射并垂直照射分束器(5)，光束经过分束器(5)后将变成两束径向偏振光，且传播方向彼此垂直；步骤四、将步骤三中生成的两束光场中传播方向与步骤二中光场传播方向相反的光场照射空间光调制器Ⅰ(6)，并对空间光调制器加载位相其中为方位角，生成拓扑荷数为1的径向偏振涡旋光场；步骤五、利用油浸物镜Ⅰ(8)将步骤五中生成的径向偏振涡旋光场聚焦，同时通过改变光阑Ⅰ(7)去调整光场的...
【专利技术属性】
技术研发人员：芮光浩，王玉松，王晓雁，顾兵，崔一平，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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