[实用新型]一种多场景超便携光镊装置

说明书

本实用新型提供一种多场景超便携光镊装置，包括激光器、激光准直模块、激光扩束模块、二向色反射镜、充当物镜的透镜组、微型电动样品台、聚光透镜组、照明光源、摄影目镜、CMOS相机、控制板和显示屏；通过激光器发射单一波长的激光；激光准直模块进行激光准直；激光扩束模块进行激光扩束；二向色反射镜将所需波长的激光反射同时将其他波长的光束透射；充当物镜的透镜组进行激光聚焦至微型电动样品台处；照明光源和聚光透镜组为样品池提供照明光；摄影目镜和CMOS相机获取粒子的信息；显示屏观察样品池中的目标物；控制板调节微型电动样品台，以改变样品的位置直至目标物处在光阱中被捕获，然后对其进行操作。本实用新型具有体积小、结构一体化、便于携带和运输、采用定制光路便于操作的特点。

技术领域

本实用新型涉及光镊领域，特别是一种多场景超便携光镊装置。

背景技术

目前，光镊是利用光场强度空间变化形成的梯度力把微粒稳定的捕获在光场最强处，即光束的焦点位置。当激光束移动时就可以带动微粒一起移动，实现对微粒的精密操控。光镊技术由于具有对被操作微粒无损伤、非入侵性等特性，并且光镊捕获微粒尺寸通常是在微米到纳米量级，而生物细胞、大分子尺寸也一般在几十纳米到几十微米，因此逐渐被应用于生物和医学研究领域，如细胞、病毒和细菌操作。传统光镊是基于光学显微镜系统构建的，它通过光学显微镜物镜将激光束聚焦，利用聚焦中心附近的梯度力场形成光阱，实现对微粒的捕获和操作。传统光镊系统的主要结构为高精度光学显微镜，仪器体积庞大，系统复杂笨重，价格昂贵，操作界面复杂，操作技能要求高，样品移动自由度小，限制了光镊的捕获范围，场景使用受限。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种多场景超便携光镊，具有体积小、结构一体化、便于携带和运输、采用定制光路便于操作、由于全封闭式操作环境从而可多场景实时应用的特点。

本实用新型采用如下技术方案：

一种多场景超便携光镊装置，其特征在于，包括激光器、激光准直模块、激光扩束模块、二向色反射镜、充当物镜的透镜组、微型电动样品台、聚光透镜组、照明光源、摄影目镜、CMOS相机、控制板和显示屏；具体地，通过激光器发射单一波长的激光；通过激光准直模块进行激光准直；通过激光扩束模块进行激光扩束；通过二向色反射镜将所需波长的激光反射同时将其他波长的光束透射；通过充当物镜的透镜组进行激光聚焦至微型电动样品台处；通过照明光源和聚光透镜组为样品池提供照明光；通过摄影目镜和CMOS相机获取粒子的信息；通过显示屏观察样品池中的目标物；通过控制板调节微型电动样品台，以改变样品的位置直至目标物处在光阱中被捕获，然后对其进行其他操作。

具体地，所述激光器的中心波长为675nm，输出功率为150mW，采用TO封装，在弧矢方向上的发散角为θ||＝7.0°，在子午方向上的发散角θ⊥＝15°。

具体地，所述激光准直模块采用两个垂直放置的平凸柱透镜，其柱透镜面型为椭圆型，所述激光准直模块对激光进行准直，使得弧矢方向上的发散角θ ||＝0.1776°，子午方向上的发散角θ⊥＝0.0745°，输出直径为1.079mm的准平行光。

具体地，所述激光扩束模块采用一个平凹透镜和一个平凸透镜，采用伽利略型结构。

具体地，所述二向色反射镜是一个与光轴成45°角放置的光学平板，捕获光束经过二向色反射镜改变方向与系统主光路严格共轴。

具体地，所述充当物镜的透镜组包括第一单透镜、第二单透镜、第三单透镜、第一双胶合透镜组、第二双胶合透镜组、第一三胶合透镜组、第二三胶合透镜组和第四单透镜。

具体地，所述照明光源为LED光源，波长为741nm，最大输出功率为170mW。

具体地，还包括电池，所述超便携光镊内部通过所述电池充电，所述电池设有Type-C充电口，充电口设有拨动式的保护盖。