[发明专利]一种俘获及探测复用的扫描光镊系统

摘要

本发明提供一种俘获及探测复用的扫描光镊系统，该系统在物镜后焦面共轭面扫描俘获光束形成扫描光镊；在物镜后焦面收集被俘获小球散射光斑，将物镜后焦面的光斑以共轭成像方式投影到四象限探测器上；俘获光路与探测光路通过半反半透平面镜复用光路；当颗粒偏离光阱中心时改变光斑的对称性，实现对颗粒位移的高精度探测；光镊扫描时颗粒在物镜后焦面光斑的共轭像中心位置的仍在探测器靶面上，从而实现对光束扫描光镊的位移探测。本发明简化传统扫描光镊的系统设计，同时保持在不同扫描位置的光镊探测，达到高精度探测的要求。

主权项

一种俘获及探测复用的扫描光镊系统，其特征在于：该系统将激光器(1)发出的俘获激光光束通过透镜组(2和3)扩束到合适比例成近平行光束传播，经过计算机控制的扫描转镜(4)偏转光束；偏转的光束经过45度半反半透的镜片(7)反射到阱位透镜(9)，由平行传播的光束聚焦在显微镜左侧通道中心共轭点C处；透射的部分激光用挡光板(8)遮挡；将显微镜内部左侧光口所对应的分光棱镜替换为针对激光45度全反射的二色镜(10)；扫描转镜所处位置A与显微镜物镜后焦面B共轭，光束经过光路中这些透镜后光束光斑大小与物镜后瞳大小一致，进入高数值孔径物镜(12)聚焦，这样就形成了扫描光镊；探测光束和俘获光束为同一激光束；光阱中颗粒的背向散射光都经过高数值孔径物镜(12)收集，沿俘获光束的光路原路反向传播；具体的为：经过物镜收集在B处的散射光斑经过一个透镜(11)和阱位透镜(9)，成像在B处共轭面A’，直接用QPD探测A’光斑便实现对扫描光镊的探测；其中，在光路中，A和A’都与B为共轭成像关系，A和A’分别在阱位透镜(9)的焦平面；C为无穷远显微镜左侧通光孔的成像共轭点；位置a和位置b分别为物镜成像面上不同散射点；透镜(6)将A’光斑成像在四象限探测器靶面(5)上。