全息光鑷裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及全息光鑷【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種全息光鑷裝置，TEM00模態(tài)線偏正激光依次經(jīng)過準(zhǔn)直擴(kuò)束單元、偏振態(tài)調(diào)整單元、反射單元、空間光調(diào)制器、光路壓縮單元后入射至物鏡中，所述物鏡將入射的光線匯聚后在樣品池中形成全息光鑷，從準(zhǔn)直擴(kuò)束單元到光路壓縮單元的光線呈Z字狀布置，將準(zhǔn)直擴(kuò)束單元到光路壓縮單元的光線呈Z字狀布置后，可有效減少整個(gè)裝置的體積，通過對反射單元調(diào)整入射到空間光調(diào)制器上光線的角度，保證入射光與空間光調(diào)制器的法線角度不大于7°。
【專利說明】全息光鑷裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及全息光鑷【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種全息光鑷裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]全息光鑷技術(shù)采用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的衍射光學(xué)元件對入射至空間光調(diào)制器的光進(jìn)行光調(diào)制，可以同時(shí)產(chǎn)生多個(gè)光阱和特殊功能光阱，具有三維動(dòng)態(tài)控制樣品的能力，因而被看作對傳統(tǒng)經(jīng)典光鑷技術(shù)的革命。全息光鑷技術(shù)可用于對細(xì)胞、微粒的連續(xù)分餾和對尺寸的精確篩選，采用全息光鑷產(chǎn)生的特殊光阱如光瓶陣列可用于操縱原子、量子計(jì)算。此外，全息光鑷還用于驅(qū)動(dòng)微粒旋轉(zhuǎn)、計(jì)量微納尺度物體的粘彈性、操縱納米材料構(gòu)建新型功能的三維微觀結(jié)構(gòu)和器件等方面的科學(xué)研究，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。
[0003]目前全息光鑷實(shí)驗(yàn)裝置存在光路長，光學(xué)器件及調(diào)整架體積大，整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)占用空間大等問題。尤其是使用時(shí)要求入射光與空間光調(diào)制器的法線角度不大于7°，增加了光路布置的難度和空間的占用，從而影響了該技術(shù)的推廣和應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種全息光鑷裝置，滿足空間光調(diào)制器使用要求的前提下，實(shí)現(xiàn)小型化，便于安裝、攜帶。
[0005]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種全息光鑷裝置，TEMOO模態(tài)線偏振激光依次經(jīng)過準(zhǔn)直擴(kuò)束單元、偏振態(tài)調(diào)整單元、反射單元、空間光調(diào)制器、光路壓縮單元后入射至物鏡中，所述物鏡將入射的光線匯聚后在樣品池中形成全息光鑷，從準(zhǔn)直擴(kuò)束單元到光路壓縮單元的光線呈Z字狀布置。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明存在以下技術(shù)效果:將準(zhǔn)直擴(kuò)束單元到光路壓縮單元的光線呈Z字狀布置后，可有效減少整個(gè)裝置的體積，通過對反射單元調(diào)整入射到空間光調(diào)制器上光線的角度，保證入射光與空間光調(diào)制器的法線角度不大于r。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]下面結(jié)合圖1，對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)敘述。
[0009]參閱圖1，一種全息光鑷裝置，TEMOO模態(tài)線偏振激光依次經(jīng)過準(zhǔn)直擴(kuò)束單元10、偏振態(tài)調(diào)整單元20、反射單元30、空間光調(diào)制器40、光路壓縮單元50后入射至物鏡60中，所述物鏡60將入射的光線匯聚后在樣品池70中形成全息光鑷，從準(zhǔn)直擴(kuò)束單元10到光路壓縮單元50的光線呈Z字狀布置。通過緊湊布置各單元，充分縮小整個(gè)裝置的體積，使得該裝置便于攜帶。
[0010]進(jìn)一步來說，機(jī)座90由第一、二、三直通腔室段91、92、93構(gòu)成，第一、三直通腔室段91、93彼此平行且第二直通腔室段92的兩端分別與第一、三直通腔室段連通，第一、二、三直通腔室段91、92、93構(gòu)成所述的Z字狀；由于需要保證空間光調(diào)制器40上的入射角度，所以第二、三直通腔室段92、93的夾角較小，在實(shí)際布置中，構(gòu)成第二、三直通腔室段92、93的腔室壁部分有較多重合，由圖1中就能看出。第一直通腔室段91的光線入口端布置所述的準(zhǔn)直擴(kuò)束單元10，第一直通腔室段91的中段位置處布置所述的偏振態(tài)調(diào)整單元20，反射單兀30包括布置在第一、二直通腔室段91、92相交處的第一、二反射鏡31、32，第一、二反射鏡31、32將第一直通腔室段91中的光線反射至第二直通腔室段92中，第二、三直通腔室段92、93相交處布置所述的空間光調(diào)制器，空間光調(diào)制器40對第二直通腔室段92中的光線進(jìn)行調(diào)制后反射至第三直通腔室段93，第三直通腔室段93光線出口端布置所述的光路壓縮單元50。通過加工出Z字形狀的機(jī)座90，再將各單元布置在機(jī)座90上，即可實(shí)現(xiàn)體積小的全息光鑷裝置，便于攜帶。
[0011]機(jī)座90的形狀不一定非要如此加工，只要保證光線的走向呈Z字狀即可。另外，第一、二直通腔室段91、92相交處是開口狀的，便于布置所述的反射單元30;第二、三直通腔室段92、93相交處也是開口狀的，便于布置所述的空間光調(diào)制器40。
[0012]更進(jìn)一步地，為了進(jìn)一步使得整個(gè)裝置緊湊，所述的準(zhǔn)直擴(kuò)束單元10為一個(gè)擴(kuò)束鏡，TEMOO模態(tài)線偏振激光經(jīng)擴(kuò)束鏡擴(kuò)束后的光直徑大于等于空間光調(diào)制器40的對角尺寸；所述的偏正態(tài)調(diào)整單元20為一個(gè)半波片，半波片調(diào)整擴(kuò)束后的光線偏振態(tài)與空間光調(diào)制器40所要求的偏振態(tài)相一致。
[0013]考慮到各單元在布置時(shí)，位置不一定正好吻合，有時(shí)需要進(jìn)行微調(diào)。本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，所述的空間光調(diào)制器40通過支架80固定在機(jī)座90上；所述第一、二反射鏡31、32通過鏡座33固定在機(jī)座90上，鏡座33相對于機(jī)座90的角度可進(jìn)行微調(diào)，空間光調(diào)制器40相對于支架80的角度可進(jìn)行微調(diào)。
[0014]更進(jìn)一步地，考慮到調(diào)節(jié)的角度不是很大，僅通過調(diào)節(jié)第二反射鏡32和支架80即可，因此可以固定第一反射鏡31的位置。所述的擴(kuò)束鏡、半波片軸芯重合，第一反射鏡31與半波片的軸芯呈45°夾角，第二反射鏡32與第一反射鏡31的夾角大于90°且小于97°。
[0015]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述的光路壓縮單元50包括倒置望遠(yuǎn)鏡51和第三反射鏡52，經(jīng)空間光調(diào)制器40調(diào)制后的光線進(jìn)入倒置望遠(yuǎn)鏡51中進(jìn)行壓縮與物鏡60的入瞳相匹配；第三反射鏡52與倒置望遠(yuǎn)鏡51的軸芯呈45°夾角，第三反射鏡52將倒置望遠(yuǎn)鏡51壓縮后的光線反射至物鏡60中，物鏡60位于第一、二直通腔室段91、92相交處的旁側(cè)，即從第三反射鏡52入射至物鏡60的一段光線是垂直于第三直通腔室段93的且由第三直通腔室段93—側(cè)指向第一直通腔室段91 一側(cè)，從圖1中我們可以看出，第一直通腔室段91布置有第一反射鏡31的一端外側(cè)也即第一、二反射鏡31、32的背面區(qū)域處與光路壓縮單元50之間的區(qū)域部分有一閑置區(qū)域，將物鏡60布置在這個(gè)區(qū)域使得整個(gè)系統(tǒng)更為緊湊。所述物鏡60的焦平面和空間光調(diào)制器40的表面共軛。
【權(quán)利要求】
1.一種全息光鑷裝置，其特征在于=TEMOO模態(tài)線偏振激光依次經(jīng)過準(zhǔn)直擴(kuò)束單元(10)、偏振態(tài)調(diào)整單元(20)、反射單元(30)、空間光調(diào)制器(40)、光路壓縮單元(50)后入射至物鏡(60)中，所述物鏡(60)將入射的光線匯聚后在樣品池(70)中形成全息光鑷，從準(zhǔn)直擴(kuò)束單元(10)到光路壓縮單元(50)的光線呈Z字狀布置。
2.如權(quán)利要求1所述的全息光鑷裝置，其特征在于:機(jī)座(90)由第一、二、三直通腔室段(91、92、93)構(gòu)成，第一、三直通腔室段(91、93)彼此平行且第二直通腔室段(92)的兩端分別與第一、三直通腔室段連通，第一、二、三直通腔室段(91、92、93)構(gòu)成所述的Z字狀；第一直通腔室段(91)的光線入口端布置所述的準(zhǔn)直擴(kuò)束單元(10)，第一直通腔室段(91)的中段位置處布置所述的偏振態(tài)調(diào)整單元(20)，反射單元(30)包括布置在第一、二直通腔室段(91、92)相交處的第一、二反射鏡(31、32),第一、二反射鏡(31、32)將第一直通腔室段(91)中的光線反射至第二直通腔室段(92)中，第二、三直通腔室段(92、93)相交處布置所述的空間光調(diào)制器，空間光調(diào)制器(40)對第二直通腔室段(92)中的光線進(jìn)行調(diào)制后反射至第三直通腔室段(93 )，第三直通腔室段(93 )光線出口端布置所述的光路壓縮單元(50 )。
3.如權(quán)利要求2所述的全息光鑷裝置，其特征在于:所述的準(zhǔn)直擴(kuò)束單元(10)為一個(gè)擴(kuò)束鏡，TEMOO模態(tài)線偏振激光經(jīng)擴(kuò)束鏡擴(kuò)束后的光直徑大于等于空間光調(diào)制器(40)的對角尺寸；所述的偏振態(tài)調(diào)整單元(20)為一個(gè)半波片，半波片調(diào)整擴(kuò)束后的光線偏振態(tài)與空間光調(diào)制器(40)所要求的偏振態(tài)相一致。
4.如權(quán)利要求3所述的全息光鑷裝置，其特征在于:所述的空間光調(diào)制器(40)通過支架(80)固定在機(jī)座(90)上；所述第一、二反射鏡(31、32)通過鏡座(33)固定在機(jī)座(90)上，鏡座(33)相對于機(jī)座(90)的角度可進(jìn)行微調(diào)，空間光調(diào)制器(40)相對于支架(80)的角度可進(jìn)行微調(diào)。
5.如權(quán)利要求4所述的全息光鑷裝置，其特征在于:所述的擴(kuò)束鏡、半波片軸芯重合，第一反射鏡(31)與半波片的軸芯呈45°夾角，第二反射鏡(32)與第一反射鏡(31)的夾角大于90°且小于97°。
6.如權(quán)利要求1?5任一項(xiàng)所述的全息光鑷裝置，其特征在于:所述的光路壓縮單元(50)包括倒置望遠(yuǎn)鏡(51)和第三反射鏡(52)，經(jīng)空間光調(diào)制器(40)調(diào)制后的光線進(jìn)入倒置望遠(yuǎn)鏡(51)中進(jìn)行壓縮與物鏡(60)的入瞳相匹配；第三反射鏡(52)與倒置望遠(yuǎn)鏡(51)的軸芯呈45°夾角，第三反射鏡(52)將倒置望遠(yuǎn)鏡(51)壓縮后的光線反射至物鏡(60)中，物鏡(60)位于第一、二直通腔室段(91、92)相交處的旁側(cè)。
7.如權(quán)利要求6所述的全息光鑷裝置，其特征在于:所述物鏡(60)的焦平面和空間光調(diào)制器(40)的表面共軛。
【文檔編號】G02B17/06GK103592753SQ201310572127
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】李靜, 伍小平, 李明嫦 申請人:合肥天鑿儀器有限公司