[發(fā)明專利]用于流式檢測的多激光光束整形系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810337434.9
• 申請日: 2018-04-16
• 公開（公告）號: CN108646422B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尤政;趙精晶
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09;G01N15/14
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

1.一種用于流式檢測的多激光光束整形系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟：

合束裝置，用于對多路激光進(jìn)行合束；和

二元光學(xué)器件，所述二元光學(xué)器件具有表面浮雕結(jié)構(gòu)，以用于將合束后的多色激光或單色激光整形并均化為矩形平頂光斑，并控制所述矩形平頂光斑的尺寸和空間位置，以檢測沿流道中線流動的單細(xì)胞流，其中，所述二元光學(xué)器件基于夫瑯禾費(fèi)衍射原理改變?nèi)肷涔飧鼽c(diǎn)處的光程差，以對所述入射光的相位進(jìn)行調(diào)制并輸出平面上產(chǎn)生期望的所述矩形平頂光斑，并控制所述矩形平頂光斑的尺寸和空間位置，具體為：

輸入平面為(x，y)，入射光為A(x，y)exp[i·θ(x，y)]，引入的相位為θ_BOE(x，y)，通過所述二元光學(xué)器件之后的入射光為G(x，y)= A(x，y)exp[i·θ_BOE(x，y)+ i·θ(x，y)]，且所述引入的相位θ_BOE(x，y)與所述表面浮雕結(jié)構(gòu)的高度h(x，y)的關(guān)系為：h(x，y)= λ/[2π(n-1)]×θ_BOE(x，y)，其中，λ為激光波長，n為所述二元光學(xué)器件的折射率，以通過迭代算法解算出生成期望光斑U(u，v)的相位調(diào)制θ_A(x，y)，其中(u，v)為輸出平面，且引入的相位θ_BOE(x,y)等于相位調(diào)制θ_A(x,y)；

所述二元光學(xué)器件還用于光束聚焦，其中，所述引入的相位θ_BOE(x,y)變?yōu)樗鱿辔徽{(diào)制θ_A(x,y)和透鏡對相位的調(diào)制作用θ_f(x,y)之和，以加入虛擬的聚焦透鏡，起到聚焦透鏡的作用，并通過增大所述二元光學(xué)器件的虛擬透鏡或?qū)嶓w透鏡的的焦距加深光斑的焦深。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于流式檢測的多激光光束整形系統(tǒng)，其特征在于，所述合束裝置包括：多個二向色鏡，以對所述多路激光進(jìn)行反射，以匯聚為單路激光。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于流式檢測的多激光光束整形系統(tǒng)，其特征在于，所述合束裝置包括：波分復(fù)用器和準(zhǔn)直器，以將多路激光合束為單路激光。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于流式檢測的多激光光束整形系統(tǒng)，其特征在于，所述二元光學(xué)器件為單個或多個，其中，當(dāng)所述二元光學(xué)器件為多個時，每個二元光學(xué)器件與每路激光一一對應(yīng)設(shè)置，以對所述每路激光進(jìn)行單獨(dú)整形。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或4的用于流式檢測的多激光光束整形系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

聚焦透鏡，具體為加入一個真實(shí)的聚焦透鏡，使二元光學(xué)器件不加入聚焦功能，聚焦已經(jīng)被二元光學(xué)器件相位調(diào)制后的激光。

6.一種用于流式檢測的多激光光束整形方法，采用上述權(quán)利要求1-5中所述的用于流式檢測的多激光光束整形系統(tǒng)中任一項(xiàng)，其特征在于，包括以下步驟：

對多路激光進(jìn)行合束；

將合束后的單色或多色激光整形并均化為矩形平頂光斑；以及

控制所述矩形平頂光斑的尺寸和空間位置，以檢測沿流道中線流動的單細(xì)胞流。