[实用新型]一种基于手性依赖透镜激发的SPP光镊装置

说明书

本实用新型提供一种基于手性依赖透镜激发的SPP光镊装置，包括：激发光单元、表面等离激元激发单元；所述激发光单元用于产生手性依赖透镜的特殊光束，并将所述特殊光束入射至所述表面等离激元激发单元；所述表面等离激元激发单元用于利用所述特殊光束在所述金属膜与所述样品溶液之间的接触面上，激发会聚的表面等离激元特殊光场，通过所述表面等离激元特殊光场对所述样品溶液中的微纳结构进行动态操控；所述动态操控包括对所述样品溶液中的微纳结构进行捕获和排斥。

技术领域

本实用新型属于近场光学技术领域，尤其涉及一种基于手性依赖透镜激发SPP光镊装置。

背景技术

近年来，由于金属纳米粒子独特的化学和物理特性，金属粒子在生物化学、催化、表面拉曼散射增强等领域都显示出非常重要的应用前景，逐渐提升了人们对操控金属粒子的需求。然而，由于金属粒子的高吸收、高散射特性，在传统的激光光镊中金属粒子(尤其100纳米至几微米量级的介观尺寸金属粒子)往往会被聚焦光斑的散射力推开而无法实现稳定捕获，因此对金属粒子的稳定捕获与操纵仍然是一个亟待解决的问题。

表面增强拉曼光谱技术(Surface-enhanced Raman scattering，SERS)是一种基于金属纳米结构近场局域电场增强的方式实现拉曼光谱增强的技术。自20世纪70年代发现以来就引起了人们广泛兴趣。1997年Nie等人更是实现了单分子拉曼检测并且使拉曼光谱信号的增强最高达到10^14，自此单分子表面增强拉曼光谱技术就成为了新的研究热点。SERS技术单分子检测的独特优势可以与细胞以及蛋白质层面研究需求进行完美的契合，天然地促成了该技术可以作为癌症在细胞和蛋白质表达层面的早期诊断以及癌变机制研究的首选技术。

随着纳米科技的迅速发展和对颗粒捕获要求的不断提高,光镊技术的研究面临新的问题与挑战:1)近场光镊倏逝场偏弱,由于棱镜全内反射,近场光学结构不能增强入射光场,产生的表面倏逝场普遍偏弱,无法形成比较强的梯度力用于捕获；2)金属颗粒难以捕获,金属颗粒的典型特性是对光有较强的反射与吸收,产生很大的光学散射力,如果散射力比梯度力大,金属颗粒将被光束推走而难以捕获。

在传统的激光光镊中，如金属颗粒的微纳结构在光场中通常会受到两种力的作用，即由金属颗粒周围光强分布不均匀产生的梯度力，该梯度力一般表现为吸引力，和由金属颗粒对光的散射与吸收产生的散射力，该散射力一般表现为排斥力。当光镊对其产生的吸引力大于排斥力时，微纳结构就会被光镊系统捕获。

在现有技术中，金属微纳结构由于在激光光镊中受力不均匀且难以控制，因而难以实现对其在三维空间内的单颗粒的稳定捕获。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种手性依赖透镜激发SPP光镊装置，旨在解决现有技术中，金属微纳结构在激光光镊中受力不均匀且难以控制，难以实现对其在三维空间内的单颗粒稳定捕获。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型实施例提供的基于手性依赖透镜激发SPP光镊装置，包括：

激发光单元、表面等离激元激发单元；

所述激发光单元，用于产生手性依赖透镜的特殊光束，并将所述特殊光束入射至所述表面等离激元激发单元；

所述表面等离激元激发单元设置有镀有金属膜的玻片，待进行动态操控的样品溶液置于所述玻片的表面；

所述表面等离激元激发单元，用于利用所述特殊光束在所述金属膜与所述样品溶液之间的接触面上，激发会聚的表面等离激元特殊光场，通过所述表面等离激元特殊光场对所述样品溶液中的微纳结构进行动态操控；所述动态操控包括对所述样品溶液中的微纳结构进行捕获和排斥。

具体的，所述装置还包括：

扫描控制及监测单元，用于对所述微纳结构的动态操控进行实时监测。