[發明專利]一種基于全息光鑷原理清洗材料的裝置及方法

有效

• 申請號: 201410208403.5
• 申請日: 2014-05-16
• 公開（公告）號: CN104001692A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 羅偉;陶少華;楊兵初
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B08B7/00
• 分類號: B08B7/00;G02B21/32
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 歐陽迪奇

1.一種基于全息光鑷原理清洗材料的裝置，其特征在于，包括激光發生裝置、空間光調制器、傅里葉變換透鏡、圓孔光闌、聚焦透鏡、設有圖像傳感器的顯微鏡和計算機，所述的激光發生裝置所發出的激光照射至空間光調制器上，計算機的輸出端連接至空間光調制器的控制端以使空間光調制器形成全息圖，空間光調制器反射加載了全息圖的激光依次穿過傅里葉變換透鏡、圓孔光闌和聚焦透鏡，激光穿過顯微鏡的載物臺上所放置的需清洗材料并照入顯微鏡的物鏡中，顯微鏡通過圖像傳感器將激光成像圖像輸出至計算機中。

2.根據權利要求1所述的一種基于全息光鑷原理清洗材料的裝置，其特征在于，所述的激光發生裝置包括可調功率的激光器、用于使激光器所發出的激光成為點光源的擴束準直裝置和用于使點光源成為平行光束的凸透鏡，所述的激光器發出的激光依次穿過擴束準直裝置和凸透鏡后照射到空間光調制器上。

3.根據權利要求1所述的一種基于全息光鑷原理清洗材料的裝置，其特征在于，所述的的顯微鏡為倒置顯微鏡。

4.根據權利要求1所述的一種基于全息光鑷原理清洗材料的裝置，其特征在于，構建所述的空間光調制器所形成的全息圖包括以下步驟，首先觀測待清洗材料上的微粒，確定微粒之間平均間距的大小，然后繪制一個由均勻分布的點構成的點陣圖片，點陣圖片中各點間的間距不大于微粒間的平均間距，最后將點陣圖片作為Gerchberg-Saxton?Algorithm即GS算法的約束條件，運行GS算法即生成全息圖。

5.根據權利要求1所述的一種基于全息光鑷原理清洗材料的裝置，其特征在于，所述的傅里葉變換透鏡的焦距為10-30cm。

6.根據權利要求1所述的一種基于全息光鑷原理清洗材料的裝置，其特征在于，所述的圓孔光闌的孔徑大小為2mm-28mm。

7.根據權利要求1所述的一種基于全息光鑷原理清洗材料的裝置，其特征在于，所述的聚焦透鏡的焦距與聚焦透鏡與顯微鏡物鏡的距離相同，以使穿過圓孔光闌的激光在顯微鏡的載物臺上成像。

8.一種采用如權利要求1-7任一所述的裝置來進行清洗材料的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：首先觀測待清洗材料上的微粒，確定微粒之間平均間距的大小，然后繪制一個由均勻分布的點構成的點陣圖片，點陣圖片中各點間的間距不大于微粒間的平均間距，最后將點陣圖片作為Gerchberg-Saxton?Algorithm即GS算法的約束條件，運行GS算法即生成全息圖；

步驟二：打開激光發生裝置和空間光調制器，并通過計算機將全息圖輸入至空間光調制器上，激光照射到空間光調制器上以加載全息圖，然后經光路在顯微鏡上成像；

步驟三：將待清洗的材料放置到顯微鏡的載物臺上，調整激光發生裝置功率直至從顯微鏡中看到雜物微粒被吸引離開材料表面到達激光光斑焦平面；

步驟四：用純水沖洗材料以洗去雜物微粒。