基于双光束失准法实现光致轨道旋转的装置及方法

摘要

本发明属于光学微操纵系统技术领域，特别涉及一种基于双光束失准法实现介观尺度微粒光致轨道旋转的装置及方法。该装置由两套捕获光发生系统、透明样品池、照明系统和测量系统五个部分组成，其中照明系统和测量系统作为辅助系统，对微粒轨道旋转进行测量。两套捕获光发生系统位于透明样品池两侧，分别产生功率相同的高斯光束，从透明样品池两侧输入透明样品池并沿待捕获微粒的切向照射微粒，在样品池下方利用照明系统提供照明，并在样品池上方利用测量系统进行观察并测量微粒的转动轨道及转动幅度，同时测量微粒的轨道旋转速度。本发明具有控制精度高、操控更加简便且实验系统简单等优点。

主权项

一种基于双光束失准法实现光致轨道旋转的装置，其特征在于：所述装置由两套捕获光发生系统、样品池、照明系统和观测系统五个部分组成，其中照明系统和观测系统为辅助系统；两套捕获光发生系统位于样品池两侧，分别产生功率相同的高斯光束，从透明样品池两侧相向传播，照射向透明样品池中的待捕获微粒，在样品池下方利用照明系统提供照明，并在样品池上方利用观测系统进行观察并测量微粒的转动轨道、转动幅度和旋转速度；其中捕获光发生系统由两台激光器和两台三维位移台组成，两台激光器分别固定在两台三维位移台上；样品池为装载有待捕获微粒的透明容器，所述透明容器具有两个相互平行的面，以保证捕获光发生系统发出的高斯光束进入透明容器后光路不发生偏折；照明系统由LED光源和聚焦透镜组成，位于样品池的下方，主要作用是为样品池提供照明；观测系统由物镜、双色相滤光镜、CCD图像传感器、透镜和四象限探测器组成，利用位于样品池上方的物镜收集捕获光在经微粒散射后形成的散射光束以及从照明系统透过样品池后的照明光束，并利用双色相滤光镜将散射光束和照明光束分开，其中照明光束输入到位于物镜上方的CCD图像传感器中对微粒的捕获和轨道旋转过程进行观察；散射光束经双色相滤光镜后传播方向偏转90度，经过透镜聚焦后用四象限探测器进行探测，测量微粒的转动轨道及转动幅度，同时测量微粒的轨道旋转速度。