基于双高阶矢量光束耦合实现可调扭曲光场的装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及光场调控技术领域，现有的多功能光场是基于低阶矢量光场的调制且形成的空间结构都是规则的，只能对规则的微粒进行稳定的捕获与操控，在生物医学领域的应用受限较多；本发明专利技术提供一种基于双高阶矢量光束耦合实现可调扭曲光场的装置与方法，平行光经过分束镜后两束光通过空间光调制器实现相位调制，利用涡旋波片对携带相位调制信息的光束偏振调制，相位调制和偏振调制的两束光束进行耦合后经物镜产生可调控的紧聚焦光场，得到经相位调制和偏振调制实现的高阶矢量光束扭曲光场；本发明专利技术能够用于研究多目标能流扭曲光场的调控、探索离焦区域亚波长尺度内产生超分辨高阶矢量涡旋光场分布，以及剖析超快多目标光场下聚焦场扭曲的微观机制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光场调控，更具体地说，涉及一种基于双高阶矢量光束耦合实现可调扭曲光场的装置与方法。

技术介绍

1、光镊技术是一种利用光束捕捉和操控微小颗粒的先进工具，当一束平行激光被显微物镜聚焦后会得到一个微纳米尺度的光斑，强聚焦光斑激发微粒上时会对其施加光学力，将其束缚在其光场结构中的势能最低处。施加在单个粒子上的光学力可分为由电场强度梯度产生的强度梯度力、由于空间偏振梯度所产生的偏振梯度力以及与传播方向一致的辐射力(包括吸收力与散射力)。其中强度梯度力与偏振梯度力分别是由聚焦光场的强度与偏振分布决定的，而辐射力则是与聚焦光场的能流密度息息相关。原理上，当强度梯度力占主导地位时，可在光镊中实现稳定的三维束缚，从而实现对粒子的精准操控。光镊技术已经广泛应用于生物学、胶体物理、化学与医学等多个研究领域，如大分子或单细胞的力学特性研究、不同蛋白质分子之间的相互作用以及胶体微粒之间的相互作用等。在这些应用中，需要实现不同结构微粒的稳定捕获与操控，关键的环节就是实现特殊结构的光场分布。

2、在这方面，目前研究者们主要通过调控光束的振幅、相位与偏振，实现偏本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于双高阶矢量光束耦合实现可调扭曲光场的装置，其特征在于，包括飞秒激光器(1)、若干反射镜、偏振转换器、涡旋波片、空间光调制器，以及光电耦合探测器(21)，其中：所述飞秒激光器(1)的脉冲光出射端设置反射镜一(2)，反射镜一(2)的出射端通过分束镜(3)分束，第一束光依次通过反射镜二(4)、空间光调制器一(6)、反射镜四(7)、反射镜五(8)、偏振转换器一(9)、涡旋波片一(10)、反射镜六(11)、反射镜七(12)至聚焦物镜(20)；

2.根据权利要求1所述的基于双高阶矢量光束耦合实现可调扭曲光场的装置，其特征在于，所述聚焦物镜(20)的数值孔径NA＝0.95；所述...

【技术特征摘要】

1.一种基于双高阶矢量光束耦合实现可调扭曲光场的装置，其特征在于，包括飞秒激光器(1)、若干反射镜、偏振转换器、涡旋波片、空间光调制器，以及光电耦合探测器(21)，其中：所述飞秒激光器(1)的脉冲光出射端设置反射镜一(2)，反射镜一(2)的出射端通过分束镜(3)分束，第一束光依次通过反射镜二(4)、空间光调制器一(6)、反射镜四(7)、反射镜五(8)、偏振转换器一(9)、涡旋波片一(10)、反射镜六(11)、反射镜七(12)至聚焦物镜(20)；

2.根据权利要求1所述的基于双高阶矢量光束耦合实现可调扭曲光场的装置，其特征在于，所述聚焦物镜(20)的数值孔径na＝0.95；所述飞秒激光器(1)的光源为脉宽330fs，波长为532nm，重复频率为1mhz；两个空间光调制器均为反射式空间光调制器。

3.根据权利要求1所述的基于双高阶矢量光束耦合实现可调扭曲光场的装置，其特征在于，还包括用于显示操控过程的显示终端。

4.一种基于双高阶矢量光束耦合实现可调扭曲光场的方法，基于权利要求1～3任一权利要求所述的可调扭曲光场的装置，其特征在于，飞秒激光器(1)发射的脉冲光经过反射镜一(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宇，王恒景，王丹，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：