[发明专利]指数型非线性微轴锥镜阵列

权利要求书

1.一种能够产生具有类贝塞尔光束晶格阵列的非线性微轴锥镜阵列器件，其特征在于该器件中单个元件的母线为指数型，该器件的微轴锥镜在直角坐标系下的结构方程为：

其中：该坐标系以单个元件底面圆心为原点，垂直底面方向为z轴，建立直角坐标系，R为单个元件的底面半径，决定着器件的工作区域，H是锥体的高度且另外，决定着器件曲线的弯折程度，也就决定了器件的聚焦效果和加工难度；而k是母线的阶数，k的取值决定了曲线的类型，k取值越高焦距越短，但也需要更大的底面半径来防止全反射的发生，当入射光以垂直底面方向入射并通过该器件之后，由于折射和衍射的效应，出射光束将会在非线性微轴锥镜器件前端形成具有类贝塞尔光束的光场分布，比传统的贝塞尔光束有更大的工作范围和前端工作区间。

2.根据权利要求1所述的一种能够产生具有类贝塞尔光束晶格阵列的非线性微轴锥镜阵列器件，其特征在于将单个的非线性微轴锥镜进行二维阵列化，阵列化之后带来了三个特性：第一，阵列化有利于工作距离的增加，相邻的微轴锥镜元件出射的光可以互相干涉，形成新的工作区域；第二，非线性微轴锥镜阵列可以产生与元件个数相同的光片晶格阵列，实现对生物样品的体照明，相对于传统的照明方式而言，这种照明技术既可以激发荧光信号又减少了对生物体的光漂白和光毒性；第三，阵列化之后元件之间会形成间隔区域，这些区域内可以用于生物样品的培养，相较于传统的培养后转移的方法，直接在器件表面培养需要观察的生物组织可以观测到组织的动态发育过程，降低外界的干扰。

3.根据权利要求1所述的一种能够产生具有类贝塞尔光束晶格阵列的非线性微轴锥镜阵列器件，其特征在于：所述的器件材料的工作波长应为400-700nm的可见光范围，并且入射光为与器件高度对应的单一波长，入射时应垂直器件底面入射。