[实用新型]一种产生和调控自聚焦艾里光束捕获微粒的系统

权利要求书

1.一种产生和调控自聚焦艾里光束捕获微粒的系统，其特征在于，包括固体激光器、半波片、空间光调制器、4f滤波系统、延迟系统、非偏振分束立方镜、光束质量分析仪和微粒捕获系统：

所述固体激光器，用于发射线偏振高斯光束；

所述半波片，用于接收所述线偏振高斯光束，并调整所述线偏振高斯光束的偏振方向，使所述线偏振高斯光束的偏振方向与所述空间光调制器所需的偏振方向平行；

所述空间光调制器，用于加载相位全息图，所述相位全息图为通过数值模拟平面波与自聚焦艾里光束发生干涉，获得的干涉条纹上加载自聚焦艾里光束的振幅和相位信息；

所述4f滤波系统，用于接收所述空间光调制器反射的光束，经过傅里叶变换后在谱面选取正一级干涉条纹，并进行逆傅里叶变换，得到自聚焦艾里光束的初始平面；

所述延迟系统，用于接收4f滤波系统发射的自聚焦艾里光束，并调制得到不同传输距离的横截面光场；

所述非偏振分束立方镜，用于接收所述延迟系统发射的光束，并基于预设分光比进行分束，得到第一光束和第二光束；将所述第一光束发送至光束质量分析仪，将所述第二光束发送至微粒捕获系统；

所述光束质量分析仪，用于获取并分析所述第一光束在不同传输距离的横截面光强分布信息；

所述微粒捕获系统，用于基于所述第二光束进行微粒样品捕获。

2.根据权利要求1所述的产生和调控自聚焦艾里光束捕获微粒的系统，其特征在于，还包括扩束系统，所述扩束系统设于所述半波片的发射光路上；

所述扩束系统包括依次设置的第一透镜和第二透镜，所述第一透镜的焦距小于所述第二透镜的焦距；

所述扩束系统用于对所述线偏振高斯光束进行准直扩束处理。

3.根据权利要求2所述的产生和调控自聚焦艾里光束捕获微粒的系统，其特征在于，还包括反射镜，所述反射镜设于所述扩束系统和所述空间光调制器之间，所述反射镜用于将从扩束系统出射的光束反射至所述空间光调制器。

4.根据权利要求1所述的产生和调控自聚焦艾里光束捕获微粒的系统，其特征在于，所述4f滤波系统包括依次设置的第三透镜、光阑和第四透镜；

所述光阑与所述第三透镜的间距等于所述第三透镜的焦距，所述光阑与所述第四透镜的间距等于所述第四透镜的焦距；

所述空间光调制器发射的光束经过所述第四透镜进行傅里叶变换后得到频谱面，并经过光阑选取正一级干涉条纹，经过所述第三透镜进行逆傅里叶变换，获得自聚焦艾里光束的初始平面。

5.根据权利要求1所述的产生和调控自聚焦艾里光束捕获微粒的系统，其特征在于，所述延迟系统包括三角棱镜和屋脊棱镜；

所述三角棱镜第一侧面接收所述4f滤波系统发射的光束，经所述第一侧面反射后沿45°角发射至所述屋脊棱镜的第一屋脊面，并经第二屋脊面反射至所述三角棱镜的第二侧面后反射至所述非偏振分束立方镜；

所述屋脊棱镜可沿所述第一侧面的反射光束方向移动。

6.根据权利要求1所述的产生和调控自聚焦艾里光束捕获微粒的系统，其特征在于，所述微粒捕获系统包括二向色镜、物镜、第五透镜、白光LED照明灯和CMOS相机；

所述二向色镜对白光LED照明灯发射的光全透，对所述固体激光器发射的线偏振高斯光束全反；

所述二向色镜的第一侧接收所述第二光束并反射至所述物镜，并照到待观测的悬浊液样品；所述CMOS相机设于所述二向色镜的第二侧；

所述白光LED照明灯通过第五透镜后照射到待观测的悬浊液样品，携带光束对微粒的捕获信息经过所述物镜，透过二向色镜到达CMOS相机成像。

7.根据权利要求1所述的产生和调控自聚焦艾里光束捕获微粒的系统，其特征在于，所述非偏振分束立方镜的分光比为9:1，光强按照9:1分束，1/10的第一光束传播到光束质量分析仪，9/10的第二光束传播到微粒捕获系统。

8.根据权利要求6所述的产生和调控自聚焦艾里光束捕获微粒的系统，其特征在于，所述非偏振分束立方镜射出的第一光束到达光束质量分析仪的距离，等于非偏振分束立方镜射出的第二光束经过二向色镜、物镜到达悬浊液样品的距离。