【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光镊和显微镜，具体为一种双物镜集成光镊系统及其运行方法。
技术介绍
1、光具有能量和动量，由于单个光子的能量极其微弱，所以在与微粒进行作用时我们看不出光使微粒发生运动的现象。直到20世纪60年代，激光的专利技术为人类研究光与物质相互作用提供了一种崭新的光源，光镊技术才得以问世。光镊，即光学镊子，是以激光的力学效应为基础的一种物理工具，是利用强会聚的激光束形成的光学势阱。当微粒进入光阱范围内，受光压作用而被束缚在光阱处，移动光束使微小物体随光阱移动可实现对微粒的操控目的，是光与物质相互作用的结果。随着光镊的发展，目前已经能够对亚纳米级细胞进行精密操作。光镊的优势在于非接触模式避免了伤害和污染，同时又可以进行力的精准施加和检测。
2、传统光镊系统使用的物镜多数为高倍率、高na的油浸显微物镜，这种物镜使用前需要在盖玻片与物镜间添加与物镜匹配的折射率油，实验结束后需要及时对物镜上残留的折射率油进行清洗，操作过程比较繁琐，不适用进行课堂实验操作，而现有的光镊系统很难对微粒运动的透射图像和反射图像进行实时采集，且实验室内自行搭建的光镊系统的稳定性不足，搭建过程繁琐，搭建成果复杂，不易进行批量复制，更难在市场上普及。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种双物镜集成光镊系统及其运行方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种双物镜集成光镊系统，包括照明模块、正置显微成像模块、样品放置模块、倒置显微成
3、所述支架结构包括垂直支架结构及水平支架结构；
4、所述照明模块安装在所述正置显微成像模块上；
5、所述正置显微成像模块安装在所述垂直支架结构上；
6、所述倒置显微成像模块安装在所述水平支架结构上，且位于所述正置显微成像模块下方；
7、所述样品放置模块安装在水平支架结构上，并部分置于所述正置显微成像模块及所述倒置显微成像模块之间；
8、所述激光模块安装在所述水平支架结构上，且用于将光纤出射的激光形成光镊的光阱。
9、优选的，所述水平支架结构为300mm×450mm的光学平板一，所述垂直支架结构包括立柱固定块、不锈钢立柱、一维平移台、100mm×150mm的光学平板二及多功能转接件，所述立柱固定块固定在所述光学平板一上，所述多功能转接件套设在所述不锈钢立柱上，且其正面安装所述一维平移台，所述一维平移台正面安装所述光学平板二，所述正置显微成像模块及所述照明模块均通过多轴笼式结构的延伸部分固定在所述光学平板二上，并在所述一维平移台作用下沿z轴移动。
10、优选的，所述照明模块包括依次连接的光源、准直透镜及汇聚透镜，所述光源为led可外触发白光光源，且所述光源、准直透镜及汇聚透镜分别卡装在所述多轴笼式结构内。
11、优选的，所述正置显微成像模块包括由上到下依次连接的相机一、遮光套管一、镜筒透镜一、滤光片一、分束器一、二维调节架、物镜一， 且由所述多轴笼式结构固定连接，所述照明模块连接在所述分束器一的侧面，并与所述正置显微成像模块呈垂直分布。
12、优选的，所述样品放置模块包括由下至上依次安装的粗调平板、三维微调位移台及样品架，所述粗调平板安装在所述水平支架结构上。
13、优选的，所述样品架上设有样品夹持装置，所述样品夹持装置置于所述样品架的一侧且位于所述正置显微成像模块及所述倒置显微成像模块之间。
14、优选的，所述倒置显微成像模块沿着x轴从左到右依次包括物镜二、反射镜一、分束器二、反射镜二、滤光片二、镜筒透镜二、遮光套管二、相机二，所述反射镜二安装在所述分束器二上方，且所述滤光片二、镜筒透镜二、遮光套管二及相机二均架设在所述激光模块上方，且所述激光模块安装在所述分束器二的一侧。
15、优选的，所述激光模块沿x轴从左到右依次包括准直镜、扩束镜及激光器，且卡装在所述多轴笼式结构内为一体，所述激光器投射光源为近红外激光。
16、优选的，所述正置显微成像模块及所述倒置显微成像模块中均采用低倍率空气物镜。
17、基于一种双物镜集成光镊系统的运行方法，包括：
18、s1、制样：将稀释的微粒溶液滴入到带凹槽的载玻片的凹槽中，为防止溶液在操作的过程中挥发，所以将盖玻片盖住溶液并将多余的余液擦干；；
19、s2、装样：将制备好的载玻片装夹于样品架上，将压片夹压在载玻片两侧无样品区域，将载玻片凹槽粗调至物镜光轴中心；；
20、s3、调焦：首先将两个相机连接上电脑并打开相机软件，相机正常运行后打开光源，调节相机软件的曝光补偿使相机没有过曝情况；然后找到倒置显微模块的图像，根据图像的清晰程度转动样品台z轴旋钮让图像变得清晰；最后找到正置显微模块的图像并转动一维位移台的旋钮让图像也变得清晰，此时系统调焦完成。；
21、s4、光镊捕获和操作：打开激光器并在样品图像中找到激光汇聚的光点位置，移动样品台x轴和y轴旋钮将光点移动到需要进行操控的微粒附近，受光压作用微粒会被推至光点并束缚在光阱处，此时便可对被束缚的微粒进行位移操控、筛选、光谱研究等。
22、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
23、1. 本专利技术采用多轴笼式结构搭建的光镊系统，其中所有机械结构器件均连为一体，该结构减少单个器件独立放置所带来的不稳定问题，大大增强了整体装置的稳定性；
24、2. 本专利技术使用低倍率空气物镜作为光镊系统的聚焦和观察物镜，可提供较大的样本空间，适配多种规格的盛放容器，同时制样简单适合进行课堂实验操作；
25、3. 本专利技术中光路采用多轴复用的方式，使得光路在同一水平空间中进行复用，既减少了整体系统的占地空间，也提高系统的集成度；
26、4. 该系统使用近红外激光作为光镊的操作光源，该波段的激光对生物组织和细胞造成的伤害较小，适合进行活体生物组织操作
27、5. 整个系统的调节过程采用半定量的调节方式，系统对样本的照明非常均匀，可采集到清晰的显微图像；同时得益于系统结构的稳定性，光镊的操作平稳，使用效果显著提升，且该系统在原有结构不变的情况下可以进行升级改造，有较强的拓展性，易在市场上普及。
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1.一种双物镜集成光镊系统，其特征在于：包括照明模块（1）、正置显微成像模块（2）、样品放置模块（3）、倒置显微成像模块（4）、激光模块（5）及支架结构（6），其组成部分内均由多轴笼式结构（7）搭建构成；
2.根据权利要求1所述的一种双物镜集成光镊系统，其特征在于：所述水平支架结构为300mm×450mm的光学平板一（605），所述垂直支架结构包括立柱固定块（601）、不锈钢立柱（602）、一维平移台（603）、100mm×150mm的光学平板二（604）及多功能转接件（606），所述立柱固定块（601）固定在所述光学平板一（605）上，所述多功能转接件（606）套设在所述不锈钢立柱（602）上，且其正面安装所述一维平移台（603），所述一维平移台（603）正面安装所述光学平板二（604），所述正置显微成像模块（2）及所述照明模块（1）均通过多轴笼式结构（7）的延伸部分固定在所述光学平板二（604）上，并在所述一维平移台（603）作用下沿z轴移动。
3.根据权利要求1所述的一种双物镜集成光镊系统，其特征在于：所述照明模块（1）包括依次连接的光源（103）、
4.根据权利要求1所述的一种双物镜集成光镊系统，其特征在于： 所述正置显微成像模块（2）包括由上到下依次连接的相机一（201）、遮光套管一（202）、镜筒透镜一（203）、滤光片一（204）、分束器一（205）、二维调节架（206）、物镜一（207）， 且由所述多轴笼式结构（7）固定连接，所述照明模块（1）连接在所述分束器一（205）的侧面，并与所述正置显微成像模块（2）呈垂直分布。
5.根据权利要求1所述的一种双物镜集成光镊系统，其特征在于：所述样品放置模块（3）包括由下至上依次安装的粗调平板（301）、三维微调位移台（302）及样品架（303），所述粗调平板（301）安装在所述水平支架结构上。
6.根据权利要求5所述的一种双物镜集成光镊系统，其特征在于：所述样品架（303）上设有样品夹持装置（304），所述样品夹持装置（304）置于所述样品架（303）的一侧且位于所述正置显微成像模块（2）及所述倒置显微成像模块（4）之间。
7.根据权利要求1所述的一种双物镜集成光镊系统，其特征在于：所述倒置显微成像模块（4）沿着x轴从左到右依次包括物镜二（401）、反射镜一（402）、分束器二（403）、反射镜二（404）、滤光片二（405）、镜筒透镜二（406）、遮光套管二（407）、相机二（408），所述反射镜二（404）安装在所述分束器二（403）上方，且所述滤光片二（405）、镜筒透镜二（406）、遮光套管二（407）及相机二（408）均架设在所述激光模块（5）上方，且所述激光模块（5）安装在所述分束器二（403）的一侧。
8.根据权利要求1所述的一种双物镜集成光镊系统，其特征在于：所述激光模块（5）沿x轴从左到右依次包括准直镜（501）、扩束镜（502）及激光器（503），且卡装在所述多轴笼式结构（7）内为一体，所述激光器（503）投射光源为近红外激光。
9.根据权利要求1所述的一种双物镜集成光镊系统，其特征在于：所述正置显微成像模块（2）及所述倒置显微成像模块（4）中均采用低倍率空气物镜。
10.基于权利要求1—9任一项所述的一种双物镜集成光镊系统的运行方法，其特征在于：包括：
...【技术特征摘要】
1.一种双物镜集成光镊系统，其特征在于：包括照明模块（1）、正置显微成像模块（2）、样品放置模块（3）、倒置显微成像模块（4）、激光模块（5）及支架结构（6），其组成部分内均由多轴笼式结构（7）搭建构成；
2.根据权利要求1所述的一种双物镜集成光镊系统，其特征在于：所述水平支架结构为300mm×450mm的光学平板一（605），所述垂直支架结构包括立柱固定块（601）、不锈钢立柱（602）、一维平移台（603）、100mm×150mm的光学平板二（604）及多功能转接件（606），所述立柱固定块（601）固定在所述光学平板一（605）上，所述多功能转接件（606）套设在所述不锈钢立柱（602）上，且其正面安装所述一维平移台（603），所述一维平移台（603）正面安装所述光学平板二（604），所述正置显微成像模块（2）及所述照明模块（1）均通过多轴笼式结构（7）的延伸部分固定在所述光学平板二（604）上，并在所述一维平移台（603）作用下沿z轴移动。
3.根据权利要求1所述的一种双物镜集成光镊系统，其特征在于：所述照明模块（1）包括依次连接的光源（103）、准直透镜（102）及汇聚透镜（101），所述光源（103）为led可外触发白光光源，且所述光源（103）、准直透镜（102）及汇聚透镜（101）分别卡装在所述多轴笼式结构（7）内。
4.根据权利要求1所述的一种双物镜集成光镊系统，其特征在于： 所述正置显微成像模块（2）包括由上到下依次连接的相机一（201）、遮光套管一（202）、镜筒透镜一（203）、滤光片一（204）、分束器一（205）、二维调节架（206）、物镜一（207）， 且由所述多轴笼式结构（7）固定连接，所述照明模块（1）连接在所述分束器一（205）的侧面，并...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈庭效，刘林，曾光辉，聂晶，刘书钢，
申请(专利权)人：锐光凯奇镇江光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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