[实用新型]一种热电光镊装置

说明书

本实用新型公开了一种热电光镊装置，该装置包括：光镊光束生成模块、石墨烯基底以及位于石墨烯基底上的表面活性剂溶液层；光镊光束生成模块用于生成光镊光束进入石墨烯基底表面；光镊光束中的部分能量在表面活性剂溶液层中形成光梯度；石墨烯基底中的石墨烯层吸收光镊光束中的部分能量在表面活性剂溶液层中形成热梯度，石墨烯基底上待捕获颗粒和表面活性剂溶液层中的粒子在热梯度的作用下形成电场；待捕获颗粒在光梯度和电场的作用下被捕获。通过实施本实用新型，提供了结构简单的热电光镊装置。同时，采用的石墨烯基底可以使得不同波长的激光都能产生石墨烯热电光镊，从而可以实现全波段捕获。

技术领域

本实用新型涉及光镊技术领域，具体涉及一种热电光镊装置。

背景技术

光镊技术作为一种成熟的光学操控技术已经广泛应用于各种小尺寸材料乃至生物细胞的操控与研究当中。同时，随着光镊技术的不断发展，出现了一种新型光镊技术，即热电光镊技术。热电纳米光镊利用的是光生热电场对带电纳米材料实现光学束缚，实为光-热-电-机械多场耦合的光镊系统。

传统光镊装置对于功率的要求比较高，同时捕获的稳定效果比较差。而热电光镊技术的出现使得设计低功率的光镊装置成为可能。例如可以通过提高衬底材料的光热转换效率，或者提高微流体系统的热电转换效率，从而降低光镊装置的功率。然而，作为一种新型的光镊技术，目前已知的热电光镊装置较少，且现有的热电光镊装置结构较为复杂。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种热电光镊装置，以解决现有的热电光镊装置较少的技术问题。

本实用新型提出的技术方案如下：

本实用新型实施例第一方面提供一种热电光镊装置，该热电光镊装置包括：光镊光束生成模块、石墨烯基底以及位于石墨烯基底上的表面活性剂溶液层；所述光镊光束生成模块用于生成光镊光束进入所述石墨烯基底表面；所述光镊光束中的部分能量在所述表面活性剂溶液层中形成光梯度；所述石墨烯基底中的石墨烯层吸收所述光镊光束中的部分能量在表面活性剂溶液层中形成热梯度，石墨烯基底上待捕获颗粒和表面活性剂溶液层中的粒子在热梯度的作用下形成电场；待捕获颗粒在光梯度和电场的作用下被捕获。

进一步地，该热电光镊装置还包括：光源和图像传感器，所述光源用于对石墨烯基底进行照明，所述图像传感器用于观察待捕获颗粒是否被捕获。

进一步地，该热电光镊装置还包括：分束模块，所述分束模块用于将光镊光束透过输入至所述石墨烯基底，并将所述石墨烯基底上光源照明形成的图像通过进入至所述图像传感器。

进一步地，该热电光镊装置还包括：控制单元和可移动载物台，所述控制单元连接所述光镊生成模块、图像传感器及可移动载物台，所述石墨烯基底设置在所述可移动载物台上。

进一步地，该热电光镊装置还包括：物镜，所述光镊光束生成模块生成的光镊光束通过所述物镜进入所述石墨烯基底表面。

进一步地，所述光镊光束生成模块包括：激光器和扩束镜组，所述激光器产生的激光通过所述扩束镜组生成用于匹配所述物镜入瞳的光镊光束。

进一步地，表面活性剂溶液层包括：水以及溶解在水中的表面活性剂。

进一步地，所述表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵。

进一步地，所述石墨烯基底包括玻璃片和位于玻璃片上的石墨烯层。