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一种手性粒子光学检测和分选的装置及方法制造方法及图纸

技术编号:23548211 阅读:36 留言:0更新日期:2020-03-24 21:56
本发明专利技术公开了用于手性粒子光学检测和分选的装置及方法,装置由激光器、非偏振分光棱镜、反射镜、矢量光场生成系统、计算机和高数值孔径物镜组成;方法通过计算机控制矢量光场生成系统,将激光器发出的激光裁剪为具有特定空间分布的矢量光场,并利用高数值孔径物镜将其聚焦,在物镜焦场区域生成横向自旋横向光针焦场。当手性粒子与横向自旋横向光针焦场相互作用时,作用在粒子上的非手性梯度力被光针焦场抑制,且不同手性的粒子将在手性梯度力的作用下被捕获在光针焦场的不同位置,并以不同的频率在捕获位置发生自转。本发明专利技术不仅可以实现对分子手性的探测,而且能够无损伤地对手性粒子进行分选,在一系列涉及手性光学的领域都有着广阔的应用前景。

A device and method for optical detection and separation of chiral particles

【技术实现步骤摘要】
一种手性粒子光学检测和分选的装置及方法
本专利技术涉及一种纳米光学
,具体涉及一种手性纳米粒子的光学检测和分选的装置与技术。
技术介绍
手性是指物质无法通过平移或旋转与其镜像重合的几何特性。手性广泛地存在于自然界中,生命体重要组成物质的核酸与蛋白质都是由手性糖与手性氨基酸组成,生物大分子如多糖、酶、核酸及受体等也大都具有手性。手性相反的两种物质称为对映体,并拥有相反的几何构型。尽管组成对映体的两种物质化学分子相同,但不同构型的物质往往拥有不同的化学特性,将会产生不同的化学效果。因此,手性的检测与表征在药物学、病理学和生物学等领域具有巨大的应用价值。光场同样存在手性,当手性分子与光场相互作用时,分子的光学响应表现出明显的光场手性依赖性,是分子手性的检测与表征的重要手段。然而受限于较小的电磁交互作用体积,天然手性分子的光学手性响应通常较弱,现有的手性光谱学检测技术无法实现纳米尺度下对手性结构的高精度探测。相比于普通电磁材料,手性分子具有能够引起电磁场之间交叉极化的特性,在光力效应中也有所体现。当手性分子与手性光场相互作用时,手性力对于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种手性粒子光学检测和分选的装置,其特征在于:包括激光器(1)、非偏振分光棱镜(2)、第一反射镜(3)、第二反射镜(4)、第三反射镜(5)、第一矢量光场生成系统(6)、第二矢量光场生成系统(7)、第一高数值孔径物镜(8)、第二高数值孔径物镜(9)、计算机(10);所述第一矢量光场生成系统(6)、第二矢量光场生成系统(7)相互独立,且都由计算机(10)控制;所述激光器(1)发出的光束通过非偏振分光棱镜(2)、第一矢量光场生成系统(6)后,其出射光斑的中心与第一高数值孔径物镜(8)入光孔径的中心对准;所述激光器(1)发出的光束经通过非偏振分光棱镜(2)、第一反射镜(3)、第二反射镜(4)、第三...

【技术特征摘要】
1.一种手性粒子光学检测和分选的装置,其特征在于:包括激光器(1)、非偏振分光棱镜(2)、第一反射镜(3)、第二反射镜(4)、第三反射镜(5)、第一矢量光场生成系统(6)、第二矢量光场生成系统(7)、第一高数值孔径物镜(8)、第二高数值孔径物镜(9)、计算机(10);所述第一矢量光场生成系统(6)、第二矢量光场生成系统(7)相互独立,且都由计算机(10)控制;所述激光器(1)发出的光束通过非偏振分光棱镜(2)、第一矢量光场生成系统(6)后,其出射光斑的中心与第一高数值孔径物镜(8)入光孔径的中心对准;所述激光器(1)发出的光束经通过非偏振分光棱镜(2)、第一反射镜(3)、第二反射镜(4)、第三反射镜(5)、第二矢量光场生成系统(7)后,其出射光斑的中心与第二高数值孔径物镜(9)入光孔径的中心对准;所述激光器(1)发出的光束通过非偏振分光棱镜(2)、第一矢量光场生成系统(6)、第一高数值孔径物镜(8)后与所述激光器(1)发出的光束经第一反射镜(3)、第二反射镜(4)、第三反射镜(5)、第二矢量光场生成系统(7)、第二高数值孔径物镜(9)后的光束聚焦在同一位置。


2.一种手性粒子光学检测和分选方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1、根据电偶极子阵列的辐射场逆推理论,计算出构造横向自旋横向光针焦场所需入射光场在第一高数值孔径物镜(8)和第二高数值孔径物镜(9)入射光瞳面的振幅、偏振及相位的空间分布;
步骤2、根据步骤1所计算出的入射光场空间分布,确定计算机(10)对第一矢量光场生成系统(6)与第二矢量光...

【专利技术属性】
技术研发人员:芮光浩李影顾兵崔一平詹其文
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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