[发明专利]一种用于双光束光阱中反馈冷却微粒的装置及方法

权利要求书

1.一种用于双光束光阱中反馈冷却微粒的装置，其特征在于：

包括第一透镜(3)、第二透镜(4)、第一分光镜(5)、第二分光镜(11)、光束方向调节模块(6)、光功率调制器(7)、反射镜(12)、光源(13)和真空腔(14)；第一透镜(3)、第二透镜(4)和微粒(8)位于真空腔(14)内，光源(13)发出光束经第二分光镜(11)发生反射和透射，第二分光镜(11)的反射光束经反射镜(12)反射到真空腔(14)中，经第一透镜(3)汇聚形成光阱捕获及探测光(1)；第二分光镜(11)的透射光束依次经光功率调制器(7)、光束方向调节模块(6)后入射到第一分光镜(5)，通过第一分光镜(5)反射后再经第二透镜(4)汇聚形成光阱捕获及反馈冷却光(2)；光阱捕获及探测光(1)和光阱捕获及反馈冷却光(2)从微粒(8)的对称两侧照射到微粒(8)上形成光阱；光阱捕获及探测光(1)经过微粒(8)光束透过第二透镜(4)后，再经第一分光镜(5)透射被位移探测模块(9)接收。

2.根据权利要求1所述的一种用于双光束光阱中反馈冷却微粒的装置，其特征在于：还包括信号处理模块(10)，所述的光束方向调节模块(6)、光功率调制器(7)、位移探测模块(9)均电连接到信号处理模块(10)。

3.根据权利要求1所述的一种用于双光束光阱中反馈冷却微粒的装置，其特征在于：所述的位移探测模块(9)位于分光镜(5)后方，接收光阱捕获及探测光(1)的光束，信号处理模块(10)与位移探测模块(9)相连，并控制光束方向调节模块(6)与光功率调节模块(7)。

4.根据权利要求1所述的一种用于双光束光阱中反馈冷却微粒的装置，其特征在于：所述的光阱捕获及探测光(1)与光阱捕获及反馈冷却光(2)具有同一光轴方向，光阱捕获及探测光(1)与光阱捕获及反馈冷却光(2)焦点重合且位于真空腔内。

5.根据权利要求1所述的一种用于双光束光阱中反馈冷却微粒的装置，其特征在于：所述的微粒(8)形状包括但不限于球状、棒状和哑铃状。

6.根据权利要求1所述的一种用于双光束光阱中反馈冷却微粒的装置，其特征在于：所述的光源(13)包括但不限于激光光源。

7.应用于权利要求1-6任一所述的一种用于双光束光阱中反馈冷却微粒的方法，其特征在于方法包括以下步骤：

步骤1)：通过位移探测模块(9)接收光阱捕获及探测光(1)的光束信号，从光束信号中提取微粒(8)在三维上的位移信息，并传输给信号处理模块(10)；

步骤2)：信号处理模块(10)接收位移探测模块(9)传输过来的信号，根据微粒(8)偏离平衡位置的幅度与方向，调节光束方向调节模块(6)与光功率调节模块(7)，使微粒(8)回到平衡位置；

步骤3)：不断重复步骤1)、2)，抑制微粒(8)的运动，使微粒(8)一直保持在平衡位置，实现反馈冷却微粒。

8.根据权利要求7所述的一种用于双光束光阱中反馈冷却微粒的方法，其特征在于：所述步骤2)具体为：

当信号处理模块(6)根据信号获得微粒(8)在垂直于光轴平面内偏离平衡位置时，调节光束方向调节模块(6)，改变光阱捕获及反馈冷却光(2)的光束方向，调节光阱位置，使微粒(8)回到原平衡位置。

当信号处理模块(6)根据信号获得微粒(8)在沿光轴方向上偏离平衡位置时，调节光功率调节模块(7)，改变光阱捕获及反馈冷却光(2)的光束功率，使微粒(8)回到原平衡位置。