[实用新型]一种基于光声效应的脉冲光声捕获装置

说明书

本实用新型公开了一种基于光声效应的脉冲光声捕获装置，包括沿水平方向依次设置的激光器、空心光产生单元；还包括沿竖向由上至下设置的照明单元和图像收集单元；照明单元和图像收集单元之间设置有样品池，样品池中设置有样品溶液；通过设置空心光束产生装置将脉冲激光器产生的高斯光束转变为空心光束，对样品池内的样品微粒进行捕获，极大的减少了颗粒的损伤率；此外，通过空心光束激发样品溶液的光声效应形成光声场，光声场中会产生光声辐射力捕获溶液中的颗粒，同时通过改变脉冲激光器的脉冲宽度、脉冲频率和脉冲功率可以改变颗粒的捕获时间和捕获稳定性，解决了现有技术中溶液捕获中由于使用聚焦高斯光束而导致细胞和颗粒损伤的技术问题。

技术领域

本实用新型属于激光应用领域，涉及捕获装置，具体是一种基于光声效应的脉冲光声捕获装置。

背景技术

由于对理解微生物学、医学、纳米技术等各个领域的基本特性、功能或行为的需求日益增加，单颗粒(细胞、纳米粒子等)分析现在受到了极大的关注。粒子捕获是单粒子分析中的一个关键方面。而粒子捕获可用的主要方法主要有光镊、磁镊、光电镊和声镊等。

自从阿瑟·阿什金所做的开创性工作以来，光镊得到了广泛的应用，然而在光镊中为了达到足够的光学束缚力，需要使用聚焦高斯光束，而聚焦高斯光束会损坏或降解样品溶液中光稳定性较差的颗粒或细胞。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种基于光声效应的脉冲光声捕获装置，解决现有技术中溶液捕获中由于使用聚焦高斯光束而导致细胞和颗粒损伤的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种基于光声效应的脉冲光声捕获装置，包括沿水平方向依次设置的激光器、空心光产生单元；还包括沿竖向由上至下设置的照明单元和图像收集单元；

所述的照明单元和图像收集单元之间设置有样品池，所述的样品池中设置有样品溶液；所述的图像收集单元包括沿竖向由上至下依次设置的显微物镜、二向色镜、第一凸透镜和图像收集结构；

所述的二向色镜与空心光产生单元处于同一水平位置，所述的空心光产生单元中出射的空心光束入射到二向色镜上，所述的二向色镜上的反射光垂直入射到显微物镜中，所述的二向色镜上的折射光入射到第一凸透镜中。

本实用新型还包括以下技术特征：

所述的空心光产生单元包括沿水平方向依次设置的锥形镜、缩束准直结构和中性密度滤波片组合。

所述的缩束准直结构为位于同一光路上的两个凸透镜、一个缩束器或者一个准直器。

所述的空心光束产生单元还可采用自相位空间光束调制系统、交叉相位空间光束调制系统或者空间光调制器或相位板。

所述的样品溶液的吸收峰与激光器的波长有关。

所述的样品溶液选取苯酚红溶液、浓度在0.1～0.5％台盼蓝溶液或者乙醇中加入香豆素102的溶液，对应激光器分别选取532nm的脉冲激光器、532nm的脉冲激光器或者390nm的脉冲激光器。

所述的图像收集结构为CCD相机、ICCD相机或者CMOS相机。

所述的照明单元包括沿竖向依次设置在样品池上方的第二凸透镜和光源。

所述的二向色镜反射光波段为470～590nm，透射光波段为620～800nm。

所述的显微物镜放大倍数为100倍，数值孔径为0.85。

本实用新型与现有技术相比，有益的技术效果是：