[发明专利]一种光悬浮式微球的起支方法及装置

权利要求书

1.一种光悬浮式微球的起支方法，其特征在于，利用电磁碰撞实现微球脱离和悬浮，以单光束光阱与对接光纤的耦合光功率的变化量来判断微球是否悬浮成功；

控制器发送指令给电磁铁组，驱动电磁铁组内的两块电磁铁交替工作，带动光阱传感基片在两块电磁铁之间往返运动，并在电磁铁表面发生碰撞；碰撞瞬间微球获得加速度，克服自身与基片表面的黏附力并脱离基片表面；

每次碰撞过程中，脱离基片表面的微球部分经过竖直向上的单光束光阱的有效捕获区域，进入有效捕获区域的微球在自身重力与光阱力的平衡下实现悬浮；

前置探测器通过分束器实时监测单光束光阱的光功率，后置探测器实时监测对接光纤的耦合光强，前置探测器和后置探测器分别将各自光功率信号输出给控制器，控制器实时对比两个光功率信号的大小；当光阱捕获区域存在悬浮的微球时，出射光的耦合量减小，后置探测器示数发生变化，反馈到控制器，控制器发送指令及时切断电磁铁的电源，光阱传感基片静止，微球被单光束光阱稳定悬浮。

2.一种采用如权利要求1所述的起支方法的光悬浮式微球的起支装置，其特征在于，包括光阱模块、电磁碰撞模块、控制器模块；电磁碰撞模块用来实现微球脱离基片表面，光阱模块用来实现微球的捕获，控制器模块一方面驱动电磁碰撞模块和光阱模块，另一方面实时监测光阱模块的光功率，控制电磁碰撞模块内电磁铁的工作状态；

所述的控制器模块包括控制器（12）、前置探测器（13）、后置探测器（14）；

所述的前置探测器（13），用于读取1:99分束器（3）的1端口输出的光功率，并将数据输出到控制器（12）；

所述的后置探测器（14），用于读取对接光纤（5）输出的光功率，并将数据输出到控制器（12）；

所述的光阱模块包括激光器（1），光隔离器（2）、1:99分束器（3）、入射光纤（4）、对接光纤（5）、光阱传感基片（6）和光阱传感基片夹具（7）；

所述的激光器（1），光隔离器（2）、1:99分束器（3）、光阱传感基片（6）利用光纤顺次相连；

所述的激光器（1）用于产生光强稳定的高斯基模光束；

所述的光隔离器（2）用于隔离反射光，保护激光器（1）；

所述的光阱传感基片（6）内的玻璃基板表面刻有用于对准入射光纤（4）和对接光纤（5）的凹槽；

所述的光阱传感基片夹具（7），采用磁性材料，表面平整，可被电磁铁的电磁吸力驱动，带动光阱传感基片（6）一起运动。

3.根据权利要求2所述的起支装置，其特征在于，所述的光阱传感基片（6）包括玻璃基板（8）、上盖玻片（9）、下盖玻片（10）、微球（11）。

4.根据权利要求2所述的起支装置，其特征在于，所述的电磁碰撞模块包括电磁铁底座（15）、电磁铁组（16）、导轨（17）、电磁铁组驱动电源（18）；

所述的电磁铁底座（15），用于稳定支撑电磁铁组（16）的两块电磁铁，同时用于导轨（17）的机械固定；

所述的电磁铁组（16），由两块电磁特性相同的电磁铁组成；

所述的导轨（17），用于配合光阱传感基片夹具（7），使光阱传感基片夹具（7）在两块电磁铁之间定向运动；

所述的电磁铁组驱动电源（18），根据控制器（12）的指令控制电磁铁组（16）的工作状态。