The invention relates to the field of applied optical technology, in particular to a multi-localized hollow beam optical tweezers system based on a bifocal lens, including a laser source, a beam expanding system component, a bifocal lens and an axicon arranged sequentially along the direction of light propagation; the laser emitted by the laser source refracts when it enters the bifocal lens after passing through the beam expanding system component, and then converges through the axicon. Finally, a multi-localized hollow beam laser trap is formed. The invention provides an effective way and method for the generation of multi-local hollow beams. The invention provides a new idea for the application of trapping, cooling particles and multiple operations of optical tweezers system, solves the limitations of existing optical tweezers device, and realizes simple, fast and stable operation of the system.
【技术实现步骤摘要】
一种基于双焦透镜的多局域空心光束光镊系统
本专利技术涉及应用光学
,尤其涉及一种基于双焦透镜的多局域空心光束光镊系统。
技术介绍
在空心光束中有一类特殊的种类引起广泛关注,在传播方向上存在着光强极小甚至为零的三维封闭区域,像一个特殊的密闭容器,称之为局域空心光束。局域空心光束具备很多新颖且独特的特性,如桶状光强分布、自旋角动量和轨道角动量、暗斑尺寸小和无加热效应等。这些特性使得空心光束在激光囚禁与冷却、光学镊子、玻色-爱因斯坦凝聚、光学测量、计算全息等方面有其独特应用。其中以激光微束光阱效应为基础的光镊技术是生命科学和生物工程研究的有力工具。由于局域空心光束具有三维封闭的暗中空区域和极高的强度梯度,从而根据局域空心光束的这种独特的光强分布使其在粒子操作与囚禁等领域有着非常重要的应用价值。目前,局域空心光束的生成已有很多报道,如光学全息法、贝塞尔光相干法、贝塞尔光聚焦法等,但大多都是形成单个局域空心光阱,因此限制了系统的操作多样性和稳定性。对于不同粒子同时进行操纵和同一粒子进行不同操纵,存在着一些困难,例如需要更换装置、结构复杂、造价昂贵的问题。
技术实现思路
为解决上述
技术介绍
中存在的问题,本专利技术提出一种基于双焦透镜的多局域空心光束光镊系统,该系统具有结构简单、便于操作、成本较低的优点,使用多个局域空心光阱,可大幅度提高局域空心光束囚禁粒子的利用效率,便于对粒子多重操作,提高对环境中微粒的操纵性。本专利技术解决上述问题的技术方案是:一种基于双焦透镜的多局域空心光束光镊系统,其特殊之处在于:包括沿光线传播方向依次设置的激光源、扩束系统组件、双焦透镜、轴 ...
【技术保护点】
1.一种基于双焦透镜的多局域空心光束光镊系统,其特征在于:包括沿光线传播方向依次设置的激光源(1)、扩束系统组件(2)、双焦透镜(3)、轴棱锥(4);所述激光源(1)发出的激光经过扩束系统组件(2)后,入射到双焦透镜(3)发生折射,之后通过轴棱锥(4)会聚折射,最后形成多局域空心光束激光阱。
【技术特征摘要】
1.一种基于双焦透镜的多局域空心光束光镊系统,其特征在于:包括沿光线传播方向依次设置的激光源(1)、扩束系统组件(2)、双焦透镜(3)、轴棱锥(4);所述激光源(1)发出的激光经过扩束系统组件(2)后,入射到双焦透镜(3)发生折射,之后通过轴棱锥(4)会聚折射,最后形成多局域空心光束激光阱。2.根据权利要求1所述的一种基于双焦透镜的多局域空心光束光镊系统,其特征在于:所述双焦透镜(3)为由同一界面上不同半径区域产生不同曲率半径的双焦透镜。3.根据权利要求2所述的一种基于双焦透镜的多局域空心光束光镊系统,其特征在于:所述双焦透镜(3)的内部组件的半径分别为45mm和35mm,其厚度为10mm,净孔径为20mm,边缘孔径为20mm,材料为BK7。4.根据权利要求1-3任一所述的一种基于双焦透镜的多局域空心光束光镊系统,其特征在于:扩充透镜组件...
【专利技术属性】
技术研发人员:张贺,林兴磊,金亮,徐英添,邹永刚,李卫岩,王海珠,范杰,马晓辉,
申请(专利权)人:长春理工大学,
类型:发明
国别省市:吉林,22
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