A micro nano optical motor coupled with a resonant cavity and a driving method thereof belong to the field of low light mechanical technology. The invention provides a new micro optical motor structure capable of generating huge optical moments. First, through the moment of optical coupling between the waveguide and the ring resonator, a central rotating shaft is set to the ring resonator, and the rotating micro nano structure, such as micronanorods, micronanorods or micro nanospheres, is connected by the central axis. Spin. The method of the invention has great innovation, and breaks the limitation of the interaction between the direct beam and the micro nano structure in the traditional method.
【技术实现步骤摘要】
基于波导与谐振腔耦合的微纳光学马达及其驱动方法
本专利技术涉及一种基于波导与谐振腔耦合的微纳光学马达及其驱动方法,属于微光机械
技术介绍
自从A.Ashkin在1986年发现光场梯度力可捕获微粒,它就是基于光的力学效应和激光技术的“光镊”(OpticalTweezers)。这项新技术的发现受到了世界各国科学工作者的广泛关注,成为了当前生物、物理及化学等学科的有力研究工具。当光与物质发生相互作用时,光子自身的动量会传递给物体从而产生力的作用当光与物质发生相互作用时,因此实现了光镊系统对微小物体的捕获和操控。光的力学效应不仅表现为光力,还包括光子自身的自旋角动量和轨道角动量对非球体微粒或各向异性微粒产生的光力矩作用。光力矩的存在使微粒发生朝向的变化,从而实现对非球体微粒或各向异性微粒的转动。因此,光致旋转技术逐渐地发展起来,其有效地利用了光束角动量的传输可以带动光学微机械系统的研究,甚至可以衍生到振荡、搅拌及泵浦等制动器的研究,在不久的将来可以用于显微系统的微流操控方面。光学微机械系统是一种微米量级的机械设备,能用来研究多种微观现象。光学微马达的研究对于光学微机械的研究至关重要,关乎光学微机械研究的进展与应用前景。对于光学微机械系统而言,光学微齿轮是其重要组成部分之一。自身携带的角动量使微齿轮受到光力矩的作用,微齿轮因此发生扭转或旋转。传统的实现光致旋转的方法主要有两种:一是通过带有轨道/自旋角动量的光束照射到微机械结构物体上实现旋转;第二种是通过利用各向异性、手性或者非对称的结构,在分布不均匀光力的作用下产生旋转效应。本专利技术方法提出了一种新的能 ...
【技术保护点】
1.基于波导与环形谐振腔耦合的微光学马达,其特征在于,由光学耦合模块和机械传动模块组成;所述的光学耦合模块为:平行固定的两个条形波导(1)中间放置一个环形谐振腔(2);所述的机械传动装置为:旋转中心轴(4)通过4个辐条(5)与环形谐振相连,其一端连接环形谐振腔(2),端头固定在基底中,保证其能够自由旋转,另一端与被旋转元件(3)相连;所述两个条形波导共有4个端口,表示由多种不同的光源输入模式;外部输入的光源可以通过4个端口中的1个、2个或者更多个端口输入相同限制光束传播装置或不同波长的光源,作为激励源,实现对环形谐振腔的耦合作用;所述两个条形波导通过机械方式固定到基底上,中心轴镶嵌在基底。
【技术特征摘要】
1.基于波导与环形谐振腔耦合的微光学马达,其特征在于,由光学耦合模块和机械传动模块组成;所述的光学耦合模块为:平行固定的两个条形波导(1)中间放置一个环形谐振腔(2);所述的机械传动装置为:旋转中心轴(4)通过4个辐条(5)与环形谐振相连,其一端连接环形谐振腔(2),端头固定在基底中,保证其能够自由旋转,另一端与被旋转元件(3)相连;所述两个条形波导共有4个端口,表示由多种不同的光源输入模式;外部输入的光源可以通过4个端口中的1个、2个或者更多个端口输入相同限制光束传播装置或不同波长的光源,作为激励源,实现对环形谐振腔的耦合作用;所述两个条形波导通过机械方式固定到基底上,中心轴镶嵌在基底。2.根据权利要求1要求所述微光学马达,其特征在于,被旋转元件为微纳米光学齿轮、微纳米榜、微纳米线或微纳米球。3.根据权利要求1要求所述微光学马达,其特征在于,所述限制光束传播装置是光学波导、光纤或光子晶体等。4.根据权利要求1要求所述微光学马达,其特征在于,马达结构的尺度范围从厘米、毫米量级到微米、纳米量级。5.根据权利要求1要求所述微光学马达,其特征在于,环形谐振腔和两个条形波导之间的距离之和为0.4μm,旋转中心轴半径0.32μm,环形谐振腔外径2.4μm,内径2.2μm。6.基于波导与环形谐振腔耦合的微光学马达的驱动方法,其特征在于,由光学耦合模块和机械传动模块组成;所述的光学耦合模块为:平行固定的两个条形波导(1)中间放置一个环形谐振腔(2);所述的机械传动装置为:旋转中心轴(4)通过4个辐条(5)与环形谐振相连,其一端连接环形谐振腔(2),端头固定在基底中,保证其能够自由旋转,另一端...
【专利技术属性】
技术研发人员:丁卫强,刘正君,耿勇,谭久彬,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。