[发明专利]一种基于光力的片上微纳物体的驱动方法、装置及应用

权利要求书

1.一种基于光力的片上微纳物体驱动装置，其特征在于，包括：

激光器，片上波导(3)，以及置于片上波导(3)上的微纳容器(4)，其中微纳物体(5)置于微纳容器(4)内，微纳容器(4)的底面和片上波导(3)的平面处于轴向受力不均匀的状态，微纳容器(4)的底面设计为不对称的碗状结构，片上波导(3)具有倐逝场效应，激光器产生的激光耦合进入片上波导(3)。

2.一种基于光力的片上微纳物体的平动驱动方法，其特征在于，包括以下步骤：

将微纳物体(5)置于微纳容器(4)内，微纳容器(4)的底面设计为不对称的碗状结构，其中微纳容器(4)置于片上波导(3)上，且微纳容器(4)在片上波导(3)上轴向受力不对称，脉冲激光耦合于片上波导(3)；调控脉冲激光的参数，驱动微纳容器(4)在片上波导(3)上沿轴向平动。

3.根据权利要求2所述的基于光力的片上微纳物体的平动驱动方法，其特征在于，通过调控脉冲激光的脉冲个数以调控微纳容器(4)的平动速度，通过调控脉冲激光的单脉冲能量以调控微纳容器(4)平动距离。

4.根据权利要求2所述的基于光力的片上微纳物体的平动驱动方法，其特征在于，脉冲激光耦合传输到片上波导(3)上，利用片上波导(3)的倐逝场效应将部分光能量由波导模式耦合到外部环境的消逝场中，利用消逝场与微纳容器(4)的相互作用形成近场增强效应，将瞬时局域的光场转化成热场，热场产生的声波在片上波导(3)的轴向方向上发生不对称的反射而产生冲击波。

5.一种基于光力的片上微纳物体的摆动驱动方法，其特征在于，包括以下步骤：

将微纳物体(5)置于微纳容器(4)内，其中微纳容器(4)置于片上波导(3)上，微纳容器(4)的底面和片上波导(3)的平面处于轴向受力不均匀的状态，微纳容器(4)的底面设计为不对称的碗状结构，连续激光耦合于片上波导(3)；调控连续激光的参数，驱动微纳容器(4)在片上波导(3)上原地摆动。

6.根据权利要求5所述的基于光力的片上微纳物体的摆动驱动方法，其特征在于，通过调控连续激光的开关频率，以调控微纳容器(4)的摆动频率，通过调控连续激光的平均功率，以调控微纳容器(4)的摆动幅度。

7.根据权利要求5所述的基于光力的片上微纳物体的摆动驱动方法，其特征在于，连续激光器(2)的连续激光对应的光子能量大于微纳容器(2)的微纳材料的带隙。

8.根据权利要求5所述的基于光力的片上微纳物体的摆动驱动方法，其特征在于，连续激光耦合传输到片上波导(3)上，利用片上波导(3)的倐逝场效应将部分光能量由波导模式耦合到外部环境的消逝场中，利用消逝场与微纳容器(4)的相互作用形成近场增强效应，将瞬时局域的光场转化成热场，微纳容器(4)与片上波导(3)接触的位置部分融化，在范德瓦尔斯力的作用下，微纳容器(4)在原地发生摆动。

9.一种基于光力的片上微纳物体的输运驱动方法，其特征在于，包括以下步骤：

将微纳物体(5)置于微纳容器(4)内，其中微纳容器(4)置于片上波导(3)上，微纳容器(4)在片上波导(3)上轴向受力不对称，微纳容器(4)的底面设计为不对称的碗状结构，连续激光和脉冲激光均耦合于片上波导(3)；调控脉冲激光的参数，驱动微纳容器(4)沿片上波导(3)平动到特定位置，关闭脉冲激光后开启连续激光，调控连续激光的参数，驱动微纳容器(4)原地摆动实现对微纳物体(5)的释放。

10.一种基于光力的片上微纳物体的驱动方法的应用，其特征在于，采用权利要求2、5或9任一所述的基于光力的片上微纳物体的驱动方法，应用于片上实验室。