[實用新型]一種產生和調控自聚焦艾里光束捕獲微粒的系統

有效

• 申請號: 202122152068.X
• 申請日: 2021-09-07
• 公開（公告）號: CN216160393U
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 許丹琳;莫振武;江駿杰;楊浩彬;黃海琪;鄧冬梅
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00;G01N21/01;G02B27/09
• 代理公司: 廣州容大知識產權代理事務所(普通合伙) 44326
• 代理人: 劉新年

1.一種產生和調控自聚焦艾里光束捕獲微粒的系統，其特征在于，包括固體激光器、半波片、空間光調制器、4f濾波系統、延遲系統、非偏振分束立方鏡、光束質量分析儀和微粒捕獲系統：

所述固體激光器，用于發射線偏振高斯光束；

所述半波片，用于接收所述線偏振高斯光束，并調整所述線偏振高斯光束的偏振方向，使所述線偏振高斯光束的偏振方向與所述空間光調制器所需的偏振方向平行；

所述空間光調制器，用于加載相位全息圖，所述相位全息圖為通過數值模擬平面波與自聚焦艾里光束發生干涉，獲得的干涉條紋上加載自聚焦艾里光束的振幅和相位信息；

所述4f濾波系統，用于接收所述空間光調制器反射的光束，經過傅里葉變換后在譜面選取正一級干涉條紋，并進行逆傅里葉變換，得到自聚焦艾里光束的初始平面；

所述延遲系統，用于接收4f濾波系統發射的自聚焦艾里光束，并調制得到不同傳輸距離的橫截面光場；

所述非偏振分束立方鏡，用于接收所述延遲系統發射的光束，并基于預設分光比進行分束，得到第一光束和第二光束；將所述第一光束發送至光束質量分析儀，將所述第二光束發送至微粒捕獲系統；

所述光束質量分析儀，用于獲取并分析所述第一光束在不同傳輸距離的橫截面光強分布信息；

所述微粒捕獲系統，用于基于所述第二光束進行微粒樣品捕獲。

2.根據權利要求1所述的產生和調控自聚焦艾里光束捕獲微粒的系統，其特征在于，還包括擴束系統，所述擴束系統設于所述半波片的發射光路上；

所述擴束系統包括依次設置的第一透鏡和第二透鏡，所述第一透鏡的焦距小于所述第二透鏡的焦距；

所述擴束系統用于對所述線偏振高斯光束進行準直擴束處理。

3.根據權利要求2所述的產生和調控自聚焦艾里光束捕獲微粒的系統，其特征在于，還包括反射鏡，所述反射鏡設于所述擴束系統和所述空間光調制器之間，所述反射鏡用于將從擴束系統出射的光束反射至所述空間光調制器。

4.根據權利要求1所述的產生和調控自聚焦艾里光束捕獲微粒的系統，其特征在于，所述4f濾波系統包括依次設置的第三透鏡、光闌和第四透鏡；

所述光闌與所述第三透鏡的間距等于所述第三透鏡的焦距，所述光闌與所述第四透鏡的間距等于所述第四透鏡的焦距；

所述空間光調制器發射的光束經過所述第四透鏡進行傅里葉變換后得到頻譜面，并經過光闌選取正一級干涉條紋，經過所述第三透鏡進行逆傅里葉變換，獲得自聚焦艾里光束的初始平面。

5.根據權利要求1所述的產生和調控自聚焦艾里光束捕獲微粒的系統，其特征在于，所述延遲系統包括三角棱鏡和屋脊棱鏡；

所述三角棱鏡第一側面接收所述4f濾波系統發射的光束，經所述第一側面反射后沿45°角發射至所述屋脊棱鏡的第一屋脊面，并經第二屋脊面反射至所述三角棱鏡的第二側面后反射至所述非偏振分束立方鏡；

所述屋脊棱鏡可沿所述第一側面的反射光束方向移動。

6.根據權利要求1所述的產生和調控自聚焦艾里光束捕獲微粒的系統，其特征在于，所述微粒捕獲系統包括二向色鏡、物鏡、第五透鏡、白光LED照明燈和CMOS相機；

所述二向色鏡對白光LED照明燈發射的光全透，對所述固體激光器發射的線偏振高斯光束全反；

所述二向色鏡的第一側接收所述第二光束并反射至所述物鏡，并照到待觀測的懸濁液樣品；所述CMOS相機設于所述二向色鏡的第二側；

所述白光LED照明燈通過第五透鏡后照射到待觀測的懸濁液樣品，攜帶光束對微粒的捕獲信息經過所述物鏡，透過二向色鏡到達CMOS相機成像。

7.根據權利要求1所述的產生和調控自聚焦艾里光束捕獲微粒的系統，其特征在于，所述非偏振分束立方鏡的分光比為9:1，光強按照9:1分束，1/10的第一光束傳播到光束質量分析儀，9/10的第二光束傳播到微粒捕獲系統。

8.根據權利要求6所述的產生和調控自聚焦艾里光束捕獲微粒的系統，其特征在于，所述非偏振分束立方鏡射出的第一光束到達光束質量分析儀的距離，等于非偏振分束立方鏡射出的第二光束經過二向色鏡、物鏡到達懸濁液樣品的距離。