[发明专利]一种超快调控矢量涡旋光场的光学微操纵装置和方法

权利要求书

1.一种超快调控矢量涡旋光场的光学微操纵装置，其特征在于，包括飞秒激光器（1），所述飞秒激光器（1）发射的脉冲光波经过扩束装置准直后变成平行光；平行光经分束镜被分为第一光束和第二光束两束光，其中第一光束经脉冲整形器后产生特定涡旋阶数的矢量光场；然后经第一偏振片（17）和涡旋玻片（18）后产生特定偏振阶数的矢量光场；第二光束经光学延迟线（6）后与经过涡旋玻片（18）后的第一光束耦合，并入射到二向色镜（25），随后经物镜（24）产生可调控的紧聚焦光场，光束聚焦在装有纳米粒子的样品池（23）内；照明光经过透镜组（22）后照明样品池，然后经过物镜（24）、二向色镜（25）、滤光片（26）、聚焦透镜（27）后被探测装置（28）收集；所述脉冲整形器包括依次设置的第一光栅（12）、第一柱透镜（13）、空间光调制器（14）、第二柱透镜（15）和第二光栅（16）。

2.根据权利要求1所述的一种超快调控矢量涡旋光场的光学微操纵装置，其特征在于，还包括第二偏振片（7）和半波片（8），所述第二偏振片（7）和半波片（8）依次设置在光学延迟线（6）的出射端。

3.根据权利要求2所述的一种超快调控矢量涡旋光场的光学微操纵装置，其特征在于，还包括第一光学快门（9）和第二光学快门（19），所述第一光学快门（9）设置在第一光束的光路上，第二光学快门（19）设置在第二光束的光路上。

4.根据权利要求1所述的一种超快调控矢量涡旋光场的光学微操纵装置，其特征在于，所述探测装置（28）为光电耦合探测器CCD。

5.根据权利要求1所述的一种超快调控矢量涡旋光场的光学微操纵装置，其特征在于，所述飞秒激光器采用的光源为脉宽330fs，波长为532nm，重复频率为1MHz，空间光调制器（14）为透射式空间光调制器。

6.根据权利要求1所述的一种超快调控矢量涡旋光场的光学微操纵装置，其特征在于，还包括显示单元，用于显示操控过程。

7.一种超快调控矢量涡旋光场的光学微操纵方法，采用权利要求1所述的光学微操纵装置实现，其特征在于，通过光学延迟线（6）改变第一光束与第二光束的延迟时间，通过涡旋波片（18）控制矢量光场的偏振阶数，通过空间光调制器控制矢量光场的涡旋阶数，进而操控粒子在不同空间位置和时间下的运动状态。