一种双V型结构多局域空心光阱转换光束系统技术方案

本发明专利技术涉及激光器光束整形领域，尤其涉及一种双V型结构多局域空心光阱转换光束系统，包括激光源、分光组件、反射镜组件和局域空心光束生成组件；两束激光经过第一分光组件和第二分光组件分为沿第一传播方向的第一光束和第三光束，沿第二传播方向的第二光束和第四光束，各个光束分别经过反射镜组件后入射空心光束生成组件，经过空心光束生成组件后的光束相交形成的局域空心光阱。本发明专利技术结构简单，易于操作，在光镊技术中具有很好的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种双V型结构多局域空心光阱转换光束系统
本专利技术涉及激光器光束整形领域，尤其涉及一种双V型结构多局域空心光阱转换光束系统。
技术介绍
空心激光束，这种激光从发生装置出射后，在其传播方向的主光轴附近光强为零，在其传播轨道上呈现中空的环形光束。该种激光束被称作“空心激光束”或“暗芯激光”，“位相奇异点”的存在体现了该种光束的特殊性。这种激光束在具备普通激光束的频率、功率、发散角等基本参数的基础上，更有暗斑尺寸、内外锥角等特定参数。局域空心光束为一束沿光传输方向上有着局部三维封闭暗中空区域的光束。暗中空区域周围被光束包围，有着极高的强度梯度，可以实现对粒子的三维操控。由于局域空心光束具有特殊光场分布,使它有很高的实用价值,目前已经在冷原子捕捉和光学微操纵等领域得到实际应用。因此，一直都是研究的热点。目前，现有的产生局域空心光束系统，分为单个光阱的局域空心光束系统和多个光阱的阵列局域空心光束系统，但对于多局域空心光阱转换光束系统所研究较少。
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双V型结构多局域空心光阱转换光束系统，其结构简单、易于操作，在光镊技术中具有很好的应用价值。本专利技术解决上述问题的技术方案是：一种双V型结构多局域空心光阱转换光束系统，其特殊之处在于：包括激光源、分光组件、反射镜组件和局域空心光束生成组件；所述激光源包括第一激光器和第二激光器；所述分光组件包括第一分光组件和第二分光组件；所述反射镜组件包括第一反射镜组件和第二反射镜组件；所述空心光束生成组件包括第一空心光束生成组件和第二空心光束生成组件，所述第一空心光束生成组件和第二空心光束生成组件的结构相同，其中第一空心光束生成组件包括两个结构相同、顶角相对的轴棱锥透镜；由第一激光器发出的光束经过第一分光组件后被分成沿第一个方向传播的第一光束、以及沿第二个方向传播的第二光束；第一光束与第二光束分别经过第一反射镜组件和第一空心光束生成组件后形成第一锥形空心光束和第二锥形空心光束；所述第一锥形空心光束的光轴与第二锥形空心光束的光轴处于同一直线上；由第二激光器发出的光束经过第二分光组件后被分成沿第一个方向传播的第三光束、以及沿第二个方向传播的第四光束；第三光束与第四光束分别经过第二反射镜组件和第二空心光束生成组件后形成第三锥形空心光束和第四锥形空心光束；所述第三锥形空心光束的光轴与第四锥形空心光束的光轴处于同一直线上；所述第一锥形空心光束、第二锥形空心光束、第三锥形空心光束、第四锥形空心光束相交，形成双V型结构多局域空心光阱转换光束系统。进一步地，上述第一分光组件和第二分光组件分别为第一分光棱镜和第二分光棱镜。进一步地，上述第一反射镜组件包括第一平面反射镜、第二平面反射镜，第二反射组件包括第三平面反射镜、第四平面反射镜。进一步地，上述轴棱锥透镜的材料为BK7，锥角为12°，厚度为0.5mm。进一步地，上述第一激光器和第二激光器均为TO46VCSEL激光器，其波长为760nm、阈值电流为0.5mA、输出功率为0.25mW。本专利技术的优点：本专利技术利用两个相同的激光源，经过分光、反射后，再由空心光束生成组件形成四个相互复合的锥形空心光束，移动空心光束生成组件之间的相对距离形成多局域空心光阱；本专利技术可通过改变空心光束生成组件之间距离可以生成不同数量的局域空心光阱，并且在移动过程中可以改变各个局域空心光阱的大小；本专利技术可在不改变光源数量的情况下调谐局域空心光阱的数量与大小，便于对多个粒子及不同大小的粒子进行捕获；本专利技术结构简单，易于操作，在光镊技术中具有很好的应用价值。附图说明图1为本专利技术的光学系统的光路示意图；图2为本专利技术的光学系统的轴棱锥透镜示意图；图3为本专利技术的光学系统的多局域空心七阱光路示意图；图4为本专利技术的光学系统的多局域空心七阱光斑示意图；图5为本专利技术的光学系统的多局域空心二阱光路示意图；图6为本专利技术的光学系统的多局域空心二阱光斑示意图。其中，1-第一激光器；2-第二激光器；301-第一分光组件；302-第二分光组件；401-第一轴棱锥透镜；402-第二轴棱锥透镜；501-第三轴棱锥透镜；502-第四轴棱锥透镜；601-第一平面反射镜；602-第二平面反射镜；701-第三平面反射镜；702-第四平面反射镜。具体实施方式为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多种”或“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。参见图1，图1为本专利技术的一种双V型结构多局域空心光阱转换光束系统的整体结构示意图，包括激光源、分光组件、反射镜组件、空心光束生成组件。所述激光源包括第一激光器1和第二激光器2；所述分光组件包括第一分光组件301和第二分光组件302；所述反射镜组件包括第一反射镜组件和第二反射镜组件。所述空心光束生成组件包括第一空心光束生成组件和第二空心光束生成组件。由第一激光器1发出的光束经过第一分光组件301后被分成沿第一个方向传播的第一光束、以及沿第二个方向传播的第二光束；第一光束与第二光束分别经过第一反射镜组件和第一空心光束生成组件后形成第一锥形空心光束和第二锥形空心光束；所述第一锥形空心光束的光轴与第二锥形空心光束的光轴处于同一直线上；由第二激光器2发出的光束经过第二分光组件302后被分成沿第一个方向传播的第三光束、以及沿第二个方向传播的第四光束；第三光束与第四光束分别经过第二反射镜组件和第二空心光束生成组件后形成第三锥形空心光束和第四锥形空心光束；所述第三锥形空心光束的光轴与第四锥形空心光束的光轴处于同一直线上；所述第一锥形空心光束、第二锥形空心光束、第三锥形空心光束、第四锥形空心光束相交，形成局域空心光阱数量和大小可调的双V型结构多局域空心光阱转换光束系统。在本实施例中，第一激光器1和第二激光器2为两个相同的TO46VCSEL激光器，波长为760nm，阈值电流为0.5mA，输出功率为0.25mW，第一激光器1和第二激光器2发出的光束平行。所述第一分光组件301和第二分光组件302为相同的分光棱镜，分别为第一分光棱镜和第二分光棱镜。在本实施例中，所述第一反射镜组件为转角45°的第二平面反射镜602和转角225°的第一平面反射镜601。所述第二反射镜组件为转角45°的第四平面反射镜702和转角225°的第三平面反射镜701。在本实施例中，所述第一空心光束生成组件和第二空心光束生成组件的结构相同，其中第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双V型结构多局域空心光阱转换光束系统，其特征在于：包括激光源、分光组件、反射镜组件和局域空心光束生成组件；所述激光源包括第一激光器(1)和第二激光器(2)；所述分光组件包括第一分光组件(301)和第二分光组件(302)；所述反射镜组件包括第一反射镜组件和第二反射镜组件；所述空心光束生成组件包括第一空心光束生成组件和第二空心光束生成组件，所述第一空心光束生成组件和第二空心光束生成组件的结构相同，其中第一空心光束生成组件包括两个结构相同、顶角相对的轴棱锥透镜；由第一激光器(1)发出的光束经过第一分光组件(301)后被分成沿第一个方向传播的第一光束、以及沿第二个方向传播的第二光束；第一光束与第二光束分别经过第一反射镜组件和第一空心光束生成组件后形成第一锥形空心光束和第二锥形空心光束；所述第一锥形空心光束的光轴与第二锥形空心光束的光轴处于同一直线上；由第二激光器(2)发出的光束经过第二分光组件(302)后被分成沿第一个方向传播的第三光束、以及沿第二个方向传播的第四光束；第三光束与第四光束分别经过第二反射镜组件和第二空心光束生成组件后形成第三锥形空心光束和第四锥形空心光束；所述第三锥形空心光束的光轴与第四锥形空心光束的光轴处于同一直线上；所述第一锥形空心光束、第二锥形空心光束、第三锥形空心光束、第四锥形空心光束相交，形成双V型结构多局域空心光阱转换光束系统。...

【技术特征摘要】
1.一种双V型结构多局域空心光阱转换光束系统，其特征在于：包括激光源、分光组件、反射镜组件和局域空心光束生成组件；所述激光源包括第一激光器(1)和第二激光器(2)；所述分光组件包括第一分光组件(301)和第二分光组件(302)；所述反射镜组件包括第一反射镜组件和第二反射镜组件；所述空心光束生成组件包括第一空心光束生成组件和第二空心光束生成组件，所述第一空心光束生成组件和第二空心光束生成组件的结构相同，其中第一空心光束生成组件包括两个结构相同、顶角相对的轴棱锥透镜；由第一激光器(1)发出的光束经过第一分光组件(301)后被分成沿第一个方向传播的第一光束、以及沿第二个方向传播的第二光束；第一光束与第二光束分别经过第一反射镜组件和第一空心光束生成组件后形成第一锥形空心光束和第二锥形空心光束；所述第一锥形空心光束的光轴与第二锥形空心光束的光轴处于同一直线上；由第二激光器(2)发出的光束经过第二分光组件(302)后被分成沿第一个方向传播的第三光束、以及沿第二个方向传播的第四光束；第三光束与第四光束分别经过第二反射镜组件和第二空心光束生成组件后形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：张贺，房俊宇，石琳琳，马晓辉，邹永刚，李卫岩，金亮，徐英添，徐莉，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22