[发明专利]一种基于空心光尺寸调节的光镊操纵方法和装置

权利要求书

1.一种基于空心光尺寸调节的光镊操纵方法，包括以下步骤：

步骤1，获取一束调制激光束(1)并将其聚焦于非线性介质(6)中；

步骤2，获取另一束被调制激光束(2)并将其入射于步骤1中所述的非线性介质(6)中，再通过第一偏振分光立方体(5)后入射到光镊系统；

步骤3，调节调制激光束(1)的光强和非线性介质(6)的位置使得入射到光镊系统的光束横截面为中心暗的空心圆环图样，即入射到光镊系统中的光束为空心光；

其特征在于，还包括以下步骤：

步骤4，将空心光扩束准直后通过一第三偏振分光立方体(13)使其分成两束子空心光；

所述两束子空心光为第一子空心光和第二子空心光，所述第一子空心光为空心光通过第三偏振分光立方体(13)后反射的一束子空心光，所述第二子空心光为空心光穿过第三偏振分光立方体(13)的一束子空心光；

步骤5，将第一子空心光入射到第一成像装置(15)中；第二子空心光经过第四聚焦透镜(14)汇聚到样品池(16)中，所述样品池(16)中喷入有样品微粒(17)，且所述样品微粒(17)被第二子空心光捕获在其光阱位置；

步骤6，通过调节调制激光束(1)的光强来调节第一子空心光和第二子空心光的尺寸，即调节样品微粒(17)在第二子空心光的光轴上进行运动，并通过第二成像装置(18)记录样品微粒(17)的运动情况；

所述步骤2中获取另一束被调制激光束(2)并将其入射于步骤1中所述的非线性介质(6)中，再通过第一偏振分光立方体(5)后入射到光镊系统，包括：

将被调制激光束(2)入射于步骤1中所述的非线性介质(6)中，使其与步骤1所述的调制激光束(1)反向共线传播，被调制激光束(2)从非线性介质(6)出射后通过第一偏振分光立方体(5)进入光镊系统；

所述步骤3中调节非线性介质(6)的位置使其置于调制激光束(1)汇聚焦点位置；

所述非线性介质(6)是指能够产生kerr效应和热效应的非线性介质；

所述调制激光束(1)和被调制激光束(2)均具有高斯型光强分布。

2.一种基于空心光尺寸调节的光镊操纵装置，其特征在于，包括聚焦透镜(3)、第一半波片(4)、第二半波片(7)、第一偏振分光立方体(5)、第二偏振分光立方体(8)、非线性介质(6)和光镊系统，所述聚焦透镜(3)、第一半波片(4)、第一偏振分光立方体(5)、非线性介质(6)和第二偏振分光立方体(8)依次设置在同一光路传播的水平面上，所述第二半波片(2)位于第二偏振分光立方体(8)的正上方，所述光镊系统位于第一偏振分光立方体(5)的下方；

所述光镊系统包括高反射镜(9)、第二聚焦透镜(10)、第三聚焦透镜(11)、第三半波片(12)、第四聚焦透镜(14)、样品池(16)、第三偏振分光立方体(13)、第一成像装置(15)、第二成像装置(18)，所述高反射镜(9)位于第一偏振分光立方体(5)的正下方，所述高反射镜(9)、第二聚焦透镜(10)、第三聚焦透镜(11)、第三半波片(12)、第四聚焦透镜(14)和样品池(16)依次设置在同一光路传播的水平面上，所述第一成像装置(15)位于第三偏振分光立方体(13)的正下方，第二成像装置(18)位于样品池(16)的正下方；

所述第一成像装置(15)和第二成像装置(18)为CCD或CMOS器件。