[发明专利]使用全息光学俘获操纵和处理材料的系统和方法

权利要求书

1.一种用于在流体介质中操纵材料的方法，该方法包括下述步骤：

通过用动态光学元件(DOE)调制激光束，来使用光学俘获装置，产生光学陷阱；

将所述材料沉积到流体介质中的表面上；以及

用所述激光束或所述光学陷阱，有选择地照射所述流体介质中的材料；

其中，所述材料是热吸收体并且在所述流体介质中被有选择地照射，以在所述流体介质中形成选定的流动图案。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述材料是石墨粒子。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

将所述材料的吸收图案沉积到所述流体介质中的所述表面上，这允许在沿所述图案的任何地方对所述表面进行定向加热。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述表面上沉积一薄层材料，用于吸收激光辐射，以允许在所述表面的任何位置进行定向加热，并允许预定的流体流动。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述流体介质在双光子工艺中吸收热量，这允许在出现光学陷阱的位置上优先加热。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

改变提供给所述光学陷阱的能量，以产生选定的对流和材料流动。

7.一种用于在流体介质中操纵材料的方法，该方法包括下述步骤：

通过用动态光学元件(DOE)调制激光束，来使用光学俘获装置，产生光学陷阱；

用所述激光束或所述光学陷阱，有选择地照射所述流体介质中的材料；

其中，所述材料是热吸收体；

所述材料在所述流体介质中被有选择地照射，以在所述流体介质中形成选定的图案；

在贝塞尔陷阱中俘获所述材料中的一种；

在所述贝塞尔陷阱上叠置一光学陷阱，从而照射所述贝塞尔陷阱的内部；以及

独立于所述贝塞尔陷阱，在所述贝塞尔陷阱中产生流体流动。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述材料吸收能量，以产生所述流体流动。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，多个贝塞尔陷阱产生多个选定的流动图案。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述材料包括纳米粒子、微粒子和皮粒子中的一种或多种。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述材料包括纳米管、凝聚态单质金、铂、钛、DNA、热吸收体、胶质球体、聚合物、生物聚合物、量子点、药物以及生物材料中的至少一种。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光束的模式包括高斯分布、贝塞尔分布、点分布、光学瓶以及光学漩涡中的至少一种。

13.一种产品，其根据权利要求1所述的方法制造。

14.一种用于在流体介质中操纵材料的装置，该装置包括：

激光器，用于产生激光束；和

动态光学元件(DOE)，用于在贝塞尔陷阱中产生多个贝塞尔光束；

其中，所述贝塞尔光束在所述贝塞尔陷阱中俘获所述材料，从而照射所述贝塞尔陷阱的内部，在其中产生选定的流体流动；并且

所述贝塞尔陷阱中的流体流动独立于所述贝塞尔陷阱。

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，还包括：

多个贝塞尔陷阱，它们产生多个选定的流动图案。

16.一种用于在流体介质中操纵材料的装置，该装置包括：

激光器，用于产生激光束；和

动态光学元件(DOE)，用于产生多个贝塞尔光束；

其中，所述贝塞尔陷阱建立在所述多个表面的至少两个表面之间，在其间形成传导路径；

所述流体介质中的材料沿所述传导路径聚集；并且

形成所述传导路径的所述光学陷阱是贝塞尔光束。

17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述材料包括至少两种类型的粒子，每种粒子具有选定的、彼此不同的传导率，并且所述两种材料被选择吸引到不同的传导路径。