全息光鑷系統(tǒng)

全息光鑷微操作儀是基于的空間光場調(diào)控技術(shù)，利用空間光調(diào)制器對入射激光波前調(diào)制，在物鏡焦區(qū)得到各種預(yù)先設(shè)計(jì)的光場分布，從而可對多個(gè)微粒進(jìn)行多功能的捕獲與操縱。

本儀器將激光技術(shù)、數(shù)字全息技術(shù)與顯微成像技術(shù)相結(jié)合，激光經(jīng)空間光調(diào)制器整形調(diào)制后，通過高數(shù)值孔徑物鏡作用于微觀物體并將其捕獲，作用過程通過顯微成像系統(tǒng)經(jīng) CMOS 圖像傳感器采集系統(tǒng)輸入電腦。儀器由激光器系統(tǒng)、空間光場調(diào)控模塊，光學(xué)顯微成像系統(tǒng)、精密載物臺(tái)、圖像采集模、計(jì)算機(jī)控制和軟件系統(tǒng)等部分組成。待觀測樣品置于載物臺(tái)上，通過顯微物鏡成像于 CMOS光敏面，經(jīng) CMOS 圖像傳感器輸入計(jì)算機(jī)。

操作者可通過顯示器對樣品進(jìn)行觀察，調(diào)節(jié)物鏡高度與照明光源使成像清楚。激光經(jīng)空間光調(diào)制器和聚焦光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)入顯微鏡，通過軟件生成所需要的計(jì)算全息圖加載于空間光調(diào)制器，可以在樣品平面產(chǎn)生所需要的光阱分布，用于捕獲樣品微粒。通過控制二維精密移動(dòng)載物臺(tái)可使激光準(zhǔn)確作用于樣品待處理位置， 實(shí)現(xiàn)對捕獲目標(biāo)微粒的操控。上述過程可在顯示器上直接觀察，并通過計(jì)算機(jī)控制軟件可將樣品的動(dòng)靜態(tài)變化過程存入硬盤。

多光阱同時(shí)捕獲

通過給空間光調(diào)制器加載特定的計(jì)算全息圖可以調(diào)制入射光波前，然后把單束入射光分成多束出射光，從而在物鏡焦區(qū)產(chǎn)生任意排布的點(diǎn)光阱大陣列。

多光阱動(dòng)態(tài)微操控

全息光鑷可以獨(dú)立控制每一個(gè)光阱的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而控制微粒移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的多微粒同時(shí)動(dòng)態(tài)操控。把提前計(jì)算好的CGH圖像序列加載到SLM，然后按照一定幀率刷新CGH就可以實(shí)現(xiàn)微粒的動(dòng)態(tài)操控，

特殊模式光束微操縱

利用SLM可以調(diào)制產(chǎn)生拉蓋爾-高斯光束、貝塞爾光束和艾里光束等特殊模式光束。特殊模式光束由于具有比較特殊的相位分布及傳播特性，因此在光鑷技術(shù)中應(yīng)用廣泛，例如利用LG光束旋轉(zhuǎn)微粒研究軌道角動(dòng)量的傳遞，利用貝塞爾光束和艾里光束輸運(yùn)微粒來實(shí)現(xiàn)微粒的分選等。

激光光鑷系統(tǒng)

本激光光鑷微操作儀由半導(dǎo)體激激光器；光學(xué)顯微成像裝置；二維精密載物臺(tái)；照明光源；激光耦合光路；激光微束適配器；CCD圖像傳感器；計(jì)算機(jī)；圖像采集卡；圖像顯示及控制軟件；光學(xué)防震平板等部分組成。本儀器可同時(shí)兼用作數(shù)字顯微鏡，提供數(shù)字化帶來的方便和快捷。

操作精度高：載物臺(tái)使用螺旋分度頭控制，移動(dòng)精度達(dá)1微米，比普通顯微鏡載物臺(tái)移動(dòng)精度高兩個(gè)量級，易于操作和控制樣品。

光鑷捕獲力大，物鏡工作距離長：一般的光鑷系統(tǒng)都需要使用高數(shù)值孔徑的100X油鏡來聚焦光束。我們的光鑷系統(tǒng)采用特殊設(shè)計(jì)的聚焦光路，使用低倍數(shù)的顯微物鏡（10X-40X）也可以實(shí)現(xiàn)光鑷捕獲。低倍物鏡的工作距離在毫米量級，可以深入樣品更深內(nèi)部進(jìn)行操縱，這在一些實(shí)驗(yàn)中尤為重要；同時(shí)也避免了使用和維護(hù)高倍數(shù)油鏡帶來的不便。

光學(xué)系統(tǒng)易于改造和升級：整機(jī)固定于 475mmx275mmx13mm 光學(xué)防震平板上,保證系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠。

提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖像捕獲：可以將一些微觀過程（如細(xì)胞分裂中期過程）拍攝成 AVI 電影。