光压可调的光学势阱形成装置的制作方法

本实用新型涉及一种光学势阱形成装置，特别是涉及一种光压可调的光学势阱形成装置。

背景技术：

现有的光镊技术，激光器出射的光经扩束镜后放大，经过分束镜后入射高放大倍率的物镜，物镜将平行光斑聚焦，在物方焦面上形成一个焦斑，即光势阱。整个光路上只有光斑大小可以通过扩束镜调整，而无法改变光压力大小、势阱宽度、势阱空间分布。传统的光镊是一个非常精密的光学仪器，由厂家设计、精密组装光学系统后，构成一体化设备给终端用户使用。在现代应用光学教学中，学生无法有效地体会光压的形成、如何用光势阱力控制微观粒子，对微观粒子只有抓取、释放这两个单一功能，而有时我们希望对所捕获粒子进行旋转。

技术实现要素：

针对上述现有技术缺陷，本实用新型的任务在于提供一种光压可调的光学势阱形成装置，实现光学势阱的光斑相位分布、强度可空间调节。

本实用新型技术方案是这样的：一种光压可调的光学势阱形成装置，包括依照光路方向依次设置的激光器、光学准直器、光学分束器、光调制模块和聚焦物镜，所述光调制模块包括空间光调制器和渐变光强衰减片，所述空间光调制器接收由所述光学分束器反射的光并调制，由所述空间光调制器调制的光经过所述渐变光强衰减片后进入所述聚焦物镜。

进一步的，所述空间光调制器包括框架和若干调制单元，所述调制单元以二维阵列方式排列并固定于所述框架，所述调制单元接收控制信号控制对照射于所述调制单元表面的光波进行相位、偏振态、振幅或强度调制。

进一步的，所述光学分束器反射的光以垂直于所述调制单元的二维阵列的阵列平面入射所述空间光调制器。

进一步的，所述渐变光强衰减片为各区域光吸收系数不同的滤波片。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：由于采用空间光调制技术，物镜聚焦后的光斑不仅强度可控，分布也可以控制，这样不仅可以用来捕获样品，而且还可以利用产生的涡旋光，对被捕获粒子进行旋转等操作。

附图说明

图1为光压可调的光学势阱形成装置结构示意图。

图2为空间光调制器结构示意图。

图3为经过空间光调制器调制的光场效果示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为对本实用新型的限定。

请结合图1至图3所示，本实施例涉及的光压可调的光学势阱形成装置，包括依照光路方向依次设置的激光器1、光学准直器2、光学分束器3、光调制模块4和聚焦物镜5。激光器1发射的光通过光学准直器2后，光斑被放大并且准直，放大后的光入射到光学分束器3上，被反射向下通过光调制模块4，此时光斑的强度、相位空间分布被调制后，经过聚焦物镜5后形成各种定制化的光势阱。光调制模块4内含一个空间光调制器4a和渐变光强衰减片4b。

光调制模块4由两部分组成：空间光学调制器4a和渐变光强衰减片4b。空间光调制器4含有许多独立调制单元4a1，这些独立的像素调制单元4a1固定在空间光调制器的框架4a2上，在空间上排列成二维阵列，每个调制单元4a1都可以独立地接收光学信号或电学信号的控制，并按此信号改变自身的光学性质，从而对照明在其上的光波进行调制，可在随时间变化的电驱动信号或其他信号的控制下，改变空间上光分布的振幅或强度、相位、偏振态。由空间光调制器4a调制的光场效果如图3所示。

由光学分束器3反射的光以垂直于调制单元4a1的二维阵列的阵列平面入射空间光调制器4a，由空间光调制器4a调制后的光，穿过空间光调制器4a后，入射到渐变光强衰减片4b上，渐变光强衰减片4b的不同区域具有不同的吸收系数。渐变光强衰减片外观为圆形，衰减分布式成36度均匀扇形，将整个通光面分成10份均匀大小的区域，每份对应衰减0％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％，光强衰减片的转轴在中心，通过旋转可以调节不同光强衰减比例。通过旋转调节渐变光强衰减片4b的位置，光的强度可以进一步调整。