[发明专利]一种基于涡旋对光束的光镊系统

权利要求书

1.一种基于涡旋对光束的光镊系统，包括按光路设置的激光器、准直扩束系统、空间光调制器、共焦缩束系统、样品台和观测单元，其特征在于，所述的空间光调制器连续加载不同的涡旋对相位图，输出单一涡旋对光束，实现微粒的实时操控；

所述的涡旋对相位图通过公式(1)计算：

其中，φ表示相位，m₁,m₂为任意两个相等整数，称为拓扑荷数；a表示双涡旋相位奇异点的离轴距离，为任意实数；u表示横坐标；v表示纵坐标；i表示虚数单位；

所述的涡旋对相位图中横坐标和纵坐标根据公式(2)计算：

其中，u₀表示初始横坐标；v₀表示初始纵坐标；θ(t)表示旋转角度，为时间函数；t表示时间参数；

所述的θ(t)的范围为0到360度，最大旋转角速度为60°每秒。

2.根据权利要求1所述的基于涡旋对光束的光镊系统，其特征在于，a为空间光调制器的入射光束腰半径的0.1～1倍。

3.根据权利要求1所述的基于涡旋对光束的光镊系统，其特征在于，所述准直扩束系统按照光路的设置依次包括半波片、偏振分光棱镜、全反镜、扩束镜系统；

所述共焦缩束系统按照光路的设置依次包括第一透镜、第二透镜、分束镜、物镜；

所述的观测单元包括可见光源、聚焦透镜、CCD探测器。

4.根据权利要求3所述的基于涡旋对光束的光镊系统，其特征在于，所述的半波片可绕光轴旋转。

5.根据权利要求1所述的涡旋对光束的光镊系统，其特征在于，所述的空间光调制器叠加闪耀光栅相位图，并在空间光调制器后设有光阑。

6.根据权利要求1所述的基于涡旋对光束的光镊系统，其特征在于，所述的激光器的输出功率为400mW以上；所述的激光器波长为533～1064nm。

7.根据权利要求1所述的基于涡旋对光束的光镊系统，其特征在于，所述的空间光调制器的调制光波段为450～1064nm。