[发明专利]基于非相干光源的光镊显微镜

说明书

技术领域

本发明涉及一种光镊显微镜，具体涉及一种基于非相干光源的光镊显微镜。 

背景技术

光镊显微镜在生物学上的应用包括捕获病毒和细菌，操控细胞结构，表面构图以及分子马达和生物学分子(例如DNA和蛋白质)的力值测量。Thorlabs公司的TOM200光镊显微镜系统利用Nikon Eclipse Ti显微镜、高分辨率XYZ压电驱动平台、激光器、控制和数据采集模块和一个预装软件的电脑，产生多个由计算机控制的光阱。非相干光光镊系统的核心，是通过高度聚焦激光束产生的力来操作纳米或微米级的介电质颗粒。通常的运作方式是利用高斯光束，将光镊光源能量聚焦在样品表面，形成用于捕获粒子的光学梯度。光镊无需机械接触，在微小物体的操控测试领域具有广阔应用前景。传统理论认为，高能量密度的高斯光束只能通过相干光源获得，因此光镊的光源一般采用激光器。使用激光器作为光镊显微镜的光源，相比于非相干光源，激光器体积大，使用寿命短，开关响应时间长；而且在后续使用中激光器光源无法根据需要去控制和调节激发光源的波长，造成波长的选择少。因此，采用激光器作为激发光源已经限制了光镊显微镜在体积、使用寿命以及波长调整上作改进的空间。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种体积小、寿命长并且波长选择多的基于非相干光源的光镊显微镜。 

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

基于非相干光源的光镊显微镜，包括光镊显微镜本体以及向该显 微镜本体提供光的光源，该光源为LED光源，其包括多个LED芯片和/或LED芯片组，该LED芯片和/或LED芯片组所具有的波段中包含了多种不同中心波长的波段，其种类数量等于或低于LED芯片和/或LED芯片组的数量，该LED芯片和/或LED芯片组还设置于线路层上，该线路层设置于基板上，该线路层还具有与LED芯片和/或LED芯片组的数量对应的多个引脚，该LED芯片和/或LED芯片组的一端电极串联和/或并联连接、相对的另一端电极由引脚引出。

本发明对基于非相干光源的光镊显微镜的激发光源作出了改进，首先以LED光源替代了现有技术中的激光器作为激发光源，由于LED本身较激光器具有体积小、寿命长的特点，因此可以降低整个光镊显微镜的体积，并且提高其使用寿命；其次，多个LED芯片和/或LED芯片组中，其具有了多种不同中心波长的波段，每个具有不同中心波长的LED芯片或LED芯片组通过设于线路层上的与LED芯片或LED芯片组相对于的独立引脚引出，通过该引脚可以在某一时间接通一个或多个LED芯片或LED芯片组，未被接通的其余LED芯片或LED芯片组处于关闭状态，此时，整个LED光源输出的光由这些接通电源的LED芯片或LED芯片组发出的光进行合成，需要什么波长的光源只需要接通相应的具有具有不同中心波长的LED芯片或LED芯片组即可，实现了对光源的中心波长的调节控制，从而依靠对LED芯片或LED芯片组的独立的电流通断使得光镊显微镜的波长选择更为丰富，实现了在一台光镊显微镜实现多种波长的光源照射的目的。

因此，本发明与现有技术相比，其不仅缩小了光镊显微镜的体积、提高了光镊显微镜的使用寿命，更为重要的是，还实现了对一套光源上可根据需要调节出不同波长的光源的目的，从而扩展了光镊显微镜上光源在使用上的多变性，使得光镊显微镜的波长选择更为丰富，实现了在一台光镊显微镜实现多种波长的光源照射的目的。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以作如下改进：

作为优选的方案，上述的LED芯片和/或LED芯片组以阵列形式排布。

采用上述优选的方案，将LED芯片和/或LED芯片组以阵列形式排布，使得光源的出光可以更为均匀。

作为优选的方案，上述的LED芯片和/或LED芯片组的一端电极为共阳极连接，多个引脚为共阴极连接；或者LED芯片和/或LED芯片组的一端电极为共阴极连接，多个引脚为共阳极连接。

采用上述优选的方案，可以形成LED芯片和/或LED芯片组的两种可选的电连接方案。

作为优选的方案，上述的LED芯片和/或LED芯片组中，具有相同中心波长的LED芯片和/或LED芯片组并联或串联连接，具有不同中心波长的LED芯片和/或LED芯片组仅并联连接。