[发明专利]一种测量光场分布的方法及装置

权利要求书

1.一种测量光场分布的方法，其特征在于，利用光阱稳定悬浮微粒，移动光阱使微粒靠近待测光场，利用光电探测器收集微粒在待测光场的三维空间中不同位置的散射光信号，根据散射光强与该位置的光强成正比解算出待测光场的光场分布；

所述的光电探测器收集的信号为微粒对待测光场的散射光信号，不包含微粒对捕获光场的散射光信号；

为了消除微粒对捕获光场的散射光信号对测量结果的影响，优先从与待测光场不一样的波段中选取光阱捕获光场的波长；如果光阱捕获光场的波长与待测光场的波长相近时，所述的待测光场的波长与光阱捕获光的波长一致时，在光电探测器前添加滤光片，滤除微粒对捕获光的散射光；如果光阱捕获光场的波长与待测光场的波长相同时，使待测光场的光束传播方向与光阱捕获光的传播方向成一定角度，并从捕获光的垂直方向收集微粒对待测光场的散射光信号；

所述的光电探测器将微粒对待测光场的散射光的光强转化为与光强直接相关的物理量，包括光强、光功率和亮度；

所述的微粒对待测光场进行逐点扫描，对待测光场的测量空间分辨率等于扫描的间隔长度。

2.一种采用如权利要求1所述的方法的测量光场分布的装置，其特征在于，包括激光器、捕获光路、微粒、光电探测器、控制系统和上位机；

激光器出射激光，经过捕获光路，出射高度聚焦的捕获光B，形成光阱，捕获微粒；微粒在待测光场A中的某个位置，散射光C被光电探测器收集；光电探测器将散射光信号上传到上位机；微粒和光电探测器的相对位置固定，控制系统同步控制微粒和光电探测器的位置，使微粒对待测光场A进行逐点扫描；上位机根据不同位置处获取的散射光信号解算出待测光场A的光场分布。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的光阱包括单光束光阱或双光束光阱。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的光电探测器可采用CCD、CMOS、光强计、光功率计、亮度计。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的控制系统的扫描步长决定了所述的装置测量光场的空间分辨率，达到纳米量级。