[实用新型]光捕获颗粒的控制装置

权利要求书

1.一种光捕获颗粒的控制装置，其特征在于，包括：

激光器(1)、可旋转半波片(2)、偏振分束棱镜(3)、声光调制器(4)、90：10分束棱镜(5)、可变光圈(6)、可旋转偏振片(7)、扩束镜组(8)、第一真空腔窗片(9)、显微物镜(10)、粒子投送器(11)、非球面镜(12)、第二真空腔窗片(13)、真空腔(14)、真空泵(15)、30：70分束棱镜(16)、50：50分束棱镜(17)、道威棱镜(18)、第一D形镜(19)、第二D形镜(20)、X轴平衡光电探测器(21)、Y轴平衡光电探测器(22)、Z轴平衡光电探测器(23)、数字反馈控制单元(24)和上位机(25)；

激光器(1)用于发射激光束，所述激光束经过可旋转半波片(2)，使所述激光束的偏振发生旋转，偏振旋转后的激光束经过偏振分束棱镜(3)筛选出平行于X轴偏振方向上的激光束；

数字反馈控制单元(24)控制声光调制器(4)调整所述激光束的光功率，以改变待光捕获微纳颗粒(26)的振动频率；

90：10分束棱镜(5)、可变光圈(6)、可旋转偏振片(7)用于调整所述激光束中光强低于第一预设值的光束，以被Z轴平衡光电探测器(23)接收；

扩束镜组(8)用于调整所述激光束中光强高于第二预设值的光束的直径，使所述光束的直径大于显微物镜(10)的后瞳直径；

所述激光束通过第一真空腔窗片(9)进入显微物镜(10)的后瞳，经过显微物镜(10)聚焦后，在显微物镜(10)的焦点附近产生能够光捕获微纳颗粒的光势阱；

粒子投送器(11)用于将微纳颗粒(26)投送至显微物镜(10)焦点附近，以使微纳颗粒(26)被光捕获；

真空泵(15)用于将真空腔(14)内抽真空；

被显微物镜(10)聚焦的激光束经过非球面镜(12)后重新变成平行光出射，通过第二真空腔窗片(13)后被30：70分束棱镜(16)分为两束光束，以使光强低于第三预设值的光束被Z轴平衡光电探测器(23)接收，光强高于第四预设值的光束被50：50分束棱镜(17)分为两束光束，其中一束通过道威棱镜(18)旋转90度后由第一D形镜(19)从中间分开成两束光束，所述两束光束均被Y轴平衡光电探测器(22)接收；另一束光由第二D形镜(20)从中间分开成两束光束，所述两束光束均被X轴平衡光电探测器(21)接收；

X轴平衡光电探测器(21)、Y轴平衡光电探测器(22)、Z轴平衡光电探测器(23)测量微纳颗粒(26)的三维位置信号，并将所述三维位置信号传输给数字反馈控制单元(24)和上位机(25)；

上位机(25)，用于根据所述三维位置信号，生成反馈控制参数，并发送所述反馈控制参数给数字反馈控制单元(24)；

数字反馈控制单元(24)，用于将根据所述三维位置信号、所述反馈控制参数、目标运动状态，生成反馈控制信号给声光调制器(4)。

2.根据权利要求1所述的光捕获颗粒的控制装置，其特征在于，所述数字反馈控制单元包括：

模数转换模块(27)、FPGA模块(28)、数模转换模块(29)、上位机通信模块(30)；

模数转换模块(27)，用于将X轴平衡光电探测器(21)、Y轴平衡光电探测器(22)、Z轴平衡光电探测器(23)发送的三维位置信号转换成数字位置信号，并将所述数字位置信号发送给FPGA模块(28)；

上位机通信模块(30)，用于将上位机(25)发送的反馈控制参数发送给FPGA模块(28)；

FPGA模块(28)，用于根据所述数字位置信号、目标运动状态和所述反馈控制参数，生成数字反馈控制信号，并发送所述数字反馈控制信号给数模转换模块(29)；

数模转换模块(29)，用于将所述数字反馈控制信号转换成电压反馈控制信号发送给声光调制器(4)。