一种基于光力的片上微纳物体的驱动方法、装置及应用

1.本发明涉及光控领域，特别涉及一种基于光能
‑
机械能转换以实现片上微纳物体的输运的驱动方法及系统，其在片上实验室以及靶向输运系统中有着重要的应用前景。


背景技术：

2.随着半导体集成技术转向了28纳米的线宽工艺，半导体集成技术的研究也开始进入纳米领域，相对应的，片上实验室应运而生，片上实验室指的是把科学的分析操作集成到像半导体集成电路那样的几个平方厘米的玻璃、硅或塑料等微型薄片上的研究。片上实验室由于其微小，具有样本微量化、反应与分析高速化等多种优点而被广泛应用于疾病诊断和治疗、药物筛选、基因测序、中药物种鉴定、农作物优育优选等许多领域。
3.纳米机器是实现智能化纳米技术最基本的功能单元，可在微纳米级尺度执行特定任务，如计算、分析、数据存储、传感或者驱动等操作。然而，片上实验室中微纳物体的驱动控制始终是困扰科研人员的一大难题，就微纳物体的驱动而言，目前主要实现的方式是通过在液体环境下进行，然而在液体环境下又存在微纳物体布朗运动强烈，不易于实现长距离、稳定的驱动的缺陷。另外，对于片上实验室而言，在微纳物体的输运过程中，液体环境容易对反应场造成污染。
4.因此，研究一种在非液体环境下实现精确的片上微纳输运的研究，对于基于微纳技术的片上实验室及反应场具有一定的价值意义。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种基于光力的片上微纳物体的驱动方法、装置及应用，该方案可在非液体环境下基于光力对片上微纳物体进行驱动，针对性地解决现有片上微纳物体驱动输运的可控性差、液体环境中反应场易受污染等问题，以实现在集成芯片上实现微纳物体的可控平动、摆动、输运与释放。
6.为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：
7.第一方面，本方案提供一种基于光力的片上微纳物体驱动装置，包括：激光器，片上波导，以及置于片上波导上的微纳容器，其中微纳物体置于微纳容器内，片上波导具有倐逝场效应，激光器产生的激光耦合进入片上波导。
8.第二方面，本方案提供一种基于光力的片上微纳物体的平动驱动方法，包括以下步骤：将微纳物体置于微纳容器内，其中微纳容器置于片上波导上，且微纳容器在片上波导上轴向受力不对称，脉冲激光耦合于片上波导；调控脉冲激光的参数，驱动微纳容器在片上波导上沿轴向平动。
9.在一些实施例中，通过调控脉冲激光的脉冲个数以调控微纳容器平动速度，通过调控脉冲激光的单脉冲能量以调控微纳容器平动距离。具体的，当激光脉冲个数一定时，增加单脉冲功率，平动速度增加，当单脉冲功率一定时，增加脉冲个数，运动速度增加。
10.在一些实施例中，脉冲激光耦合传输到片上波导上，利用片上波导的倐逝场效应
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的轴向方向上发生不对称的反射而产生冲击波。
11.第三方面，本方案提供一种基于光力的片上微纳物体的摆动驱动方法，包括以下步骤：将微纳物体置于微纳容器内，其中微纳容器置于片上波导上，连续激光耦合于片上波导；调控连续激光的参数，驱动微纳容器在片上波导上原地摆动。
12.在一些实施例中，通过调控连续激光的开关频率，以调控微纳容器的摆动频率，通过调控连续激光的平均功率，以调控微纳容器的摆动幅度。
13.在一些实施例中，连续激光器的连续激光对应的光子能量大于微纳容器的微纳材料的带隙。
14.在一些实施例中，连续激光耦合传输到片上波导上，利用片上波导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，微纳容器与片上波导接触的位置部分融化，在范德瓦尔斯力的作用下，微纳容器在原地发生摆动。
15.第四方面，提供一种基于光力的片上微纳物体的输运驱动方法，包括以下步骤：将微纳物体置于微纳容器内，其中微纳容器置于片上波导上，微纳容器在片上波导上轴向受力不对称，连续激光和脉冲激光均耦合于片上波导；调控脉冲激光的参数，驱动微纳容器沿片上波导平动到特定位置，关闭脉冲激光后开启连续激光，调控连续激光的参数，驱动微纳容器原地摆动实现对微纳物体的释放。
16.在一些实施例中，在利用脉冲激光驱动的起始阶段，利用增加脉冲强度和/或脉冲数量，在接近设定目标位置时，减小脉冲强度和/或脉冲数量。
17.第五方面，提供一种基于光力的片上微纳物体的驱动方法的应用，采用以上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。
18.本方案提供的基于光力的片上微纳物体驱动装置将微纳物体置于微纳容器内并置于片上波导上，利用片上波导的倐逝场效应，将传输到片上波导上的部分光能量从波导模式耦合到外部环境的消逝场中，该消逝场与微纳容器相互作用，形成近场增强效应，以使得瞬时局域的光场转化成热场；
19.在脉冲激光的作用下，由于微纳容器位于片上波导上，且微纳容器处于轴向不对称的位置，如图3所示，微纳容器本身结构是左右不对称的，因为结构的不对称，导致的光热转换不对称，进而使得产生的冲击波不对称，也就是说，热场产生的声波在片上波导的轴向方向上发生不对称的反射而产生冲击波，当该冲击波克服微纳容器与片上波导在接触位置的摩擦力时，便可实现微纳容器在片上波导上的平动；平动的速度可以通过脉冲光的单脉冲功率以及重复频率控制。
20.在连续激光的作用下，由于连续激光的峰值功率低，作用时间长，在微纳容器与片上波导接触的位置会有热积累，进而导致部分熔化，进而增大了接触面积，在范德瓦尔斯力的作用下，微纳容器在原地发生摆动，摆动的幅度和频率可通过对连续激光的平均功率以及外调制频率调控。
21.本方案利用脉冲激光、连续激光或脉冲激光和连续激光的联用，将光能转换为片上波导上微纳容器的机械能，进而驱动微纳容器内微纳物体的平动、摆动以及输运。
22.相较现有技术，本方案相较现有技术具有以下特点和有益效果：
23.(1)本方案可实现对片上实验室及靶向输运系统中的微纳物体进行可控的输运与释放，相比于之前的液体环境下的输运系统，大大提高了输运的精确程度以及自由度。
24.(2)对于脉冲光入射，本发明可以通过脉冲激光的脉冲个数以及单脉冲的功率，实现对微纳容器运动速度的调控，控制精度可达0.2
‑
0.5纳米/脉冲，并且调控范围大，对于平动，最大的运动速度可达50微米/秒。
[0025][0026][0027]
(3)对于连续光入射，可结合信号发生器实现对长脉冲的入射，通过对长脉冲个数的控制，实现微纳容器的摆动控制，进而对被输运的物体进行主动释放，摆动的速度可通过单脉冲的功率以及外调制频率进行主动式调控。
[0028]
(4)在输入光的调制频率与脉冲个数确定的情况下，可通过单脉冲功率进行主动式调控，为主动式调控增加了新的自由度，且本方案的主动式调制器可在真空中进行，可利用电子显微镜对微纳容器摆动和平动进行的实时表征。
附图说明
[0029]
图1是根据本方案的基于光力的片上微纳物体驱动装置的整体结构示意图，此时，激光和片上波导的耦合方式是端面耦合。
[0030]
图2是根据本方案的基于光力的片上微纳物体驱动装置的放大结构示意图。
[0031]
图3是根据本方案的基于光力的片上微纳物体驱动装置的另一结构示意图，此时，激光和片上波导的耦合方式是光栅耦合。
[0032]
图4是根据本方案的基于光力的片上微纳物体的平动驱动的示意图。
[0033]
图5是根据本方案的基于光力的片上微纳物体的摆动驱动的示意图。
[0034]
图6是根据本方案的基于光力的片上微纳物体的输运驱动的示意图。
[0035]
图7是根据本方案的基于光力的片上微纳物体和片上实验室的配合实验的示意图，激光耦合方式为端面耦合。
[0036]
图8是根据本方案的基于光力的片上微纳物体和片上实验室的配合实验的示意图，激光耦合方式为光栅耦合。
[0037]
图中：1
‑
脉冲激发器，2
‑
连续激光器，3
‑
片上波导，4
‑
微纳容器，5
‑
微纳物体，6
‑
片上实验室，7
‑
耦合光栅。
具体实施方式
[0038]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0039]
本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指
示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
[0040]
可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
[0041]
本方案通过利用片上波导较强的倐逝场效应，将传输到片上波导上的部分光能从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，并利用热场和微纳容器形成的作用力带动放置有微纳物体的微纳容器产生机械能，并在机械能的驱动下实现平动、摆动、输运以及释放等运动。本方案利用光能转换为机械能，实现在非液体环境下基于光力对片上的微纳物体进行驱动。
[0042]
根据本方案的第一方面，本方案提供一种基于光力的片上微纳物体驱动装置，该片上微纳物体驱动装置可用于基于光力驱动其上的微纳物体运动，根据光力类型以及光力调控方式的不同，微纳物体可分别做平动、摆动以及输运以等运动。具体的，该片上微纳物体驱动装置包括：
[0043]
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3内，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。
[0044]
该片上微纳物体驱动装置的驱动原理如下：激光器的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从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，通过控制微纳容器4与片上波导3的接触，实现对微纳容器4的运动。
[0045]
在一些实施例中，片上波导3上设有端面耦合接口，激光器发出的光束进入端面耦合接口内。在另一些实施例中，片上波导3上设有光栅耦合接口，激光器出射的激光直接照射于光栅耦合接口。
[0046]
在本方案中，片上波导3和微纳容器4之间发生能量传输，以驱动微纳容器4运动。微纳容器4为片上波导3运动的基本单元，片上波导3不仅为微纳容器4提供支撑，同时也为微纳容器4的运动提供能量供给和移动导向作用。
[0047]
为了实现微纳容器4和片上波导3之间能够发生能量传输，微纳容器4和片上波导3纵向接触不对称，微纳容器3由吸收激光性质的金属微纳材料、或者半导体微米材料制备得到，其中金属微纳材料为金、银或铝，半导体微米材料为二硫化钼、黑磷或石墨烯。片上波导3通过微纳加工方法及刻蚀工艺制备得到，材料为硅、氮化硅、多聚物。另外，片上波导3进一步优选为矩形波导、环形波导、s型波导、平板波导，线宽为0.5～5微米。优选的，片上波导3的线宽在0.5～3微米范围，此时片上波导3的倏逝场较强，微纳容器4吸收光强较高，易于实现对微纳容器4的驱动。
[0048]
本发明对于微纳容器4的具体尺寸没有严格要求，一般为几十纳米到百微米。比如一般为0.5～500微米。选择何种尺寸的微纳容器4时，首先需要满足能够被片上波导3稳定支撑。同时，根据所需要输运的微纳物体5的尺寸确定。微纳容器4的尺寸要大于需要被驱动的微纳物体5的尺寸，被驱动的微纳物体5的尺寸在10纳米
‑
10微米之间。
[0049]
激光器可以是提供脉冲激光的脉冲激光器1，也可以是提供连续激光的连续激光
器2，还可以是脉冲激光器1和连续激光器2的联用。
[0050]
当激光器为脉冲激光器1时，脉冲激光器1的脉冲激光传输至片上波导3上并进行片上传输，微纳容器4在脉冲激光器1的作用下沿着片上波导3进行轴向移动。另外，为了确保微纳容器4可进行轴向移动，可设计微纳容器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，具体的，微纳容器4的底面设计为不对称的碗状结构。
[0051]
脉冲激光器1之所以可以驱动微纳容器4做轴向运动的原理是：由于微纳容器4和片上波导3处于轴向不对称的位置，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，当该冲击波克服微纳容器4与片上波导3在接触位置的摩擦力时，便可实现微纳容器4在片上波导上的平动；平动的速度可以通过脉冲激光的单脉冲功率以及重复频率控制。
[0052]
在一些实施例中，脉冲激光器1为宽谱光源或单波长光源，宽谱光源包括超连续激光，单波长光源包括纳秒脉冲激光，皮秒脉冲激光。另外，脉冲激光器1的脉冲个数可主动调控，通过控制出射激光的脉冲个数，实现对微纳容器4平动的控制，控制精度可达0.2
‑
0.5纳米；对于脉冲激光入射，可通过脉冲激光的重复频率、单脉冲功率的控制，实现对平动速度的主动式调控，最大的50微米/秒，实现对微纳物体的片上输运，具体的，当激光脉冲个数一定时，增加单脉冲功率，平动速度增加，当单脉冲功率一定时，增加脉冲个数，运动速度增加。
[0053]
当激光器为连续激光器2时，连续激光器2的连续激光传输至片上波导3上并进行片上传输，微纳容器4在连续激光器2的作用下沿着片上波导3进行原地摆动。
[0054]
连续激光器2之所以可以驱动微纳容器4做原地摆动的原理是：在连续激光的作用下，由于连续激光的峰值功率低，作用时间长，微纳容器4与片上波导3接触的位置部分融化，进而增大了接触面积，在范德瓦尔斯力的作用下，微纳容器4在原地发生摆动，摆动的幅度和频率可通过对连续激光的平均功率以及外调制频率调控。
[0055]
值得说明的是，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，连续激光对应的功率不会导致整个微纳容器4熔化，仅使得微纳容器4和片上波导3的接触位置部分融化。连续激光器2的连续激光的功率一般小于1瓦，且连续激光的功率与微纳容器4的材料的吸收能力和片上波导3的泄露模式属性有关。，一般而言，材料的吸收能力越强，需要的功率越低，泄露模式越强，需要的光功率也越低。
[0056]
所述连续激光器2的连续激光的开关特性可控。在一些实施例中，连续激光器2可通过外接电表的控制实现开关功能，控制精度可达0.1
‑
0.5纳米/脉冲。另外，对于连续激光入射，相对于脉冲激光入射，能量积累更明显，此时微纳容器4只在原地摆动，其摆动的分辨率为0.1
‑
0.5纳米/脉冲，最大的摆动速度为30微米/秒，实现对微纳容器4中微纳物体5的释放，同样，摆动的幅度以及摆动的频率与连续激光的调制频率和平均功率有关。
[0057]
另外，值得一提的是，该基于光力的片上微纳物体驱动装置另外包括对脉冲激光器1或/和连续激光器2的工作参数进行控制的控制器,控制器可以为计算机、控制芯片或者控制电路板等，对于脉冲激光器1，主要是对脉冲的数目以及单脉冲的能量实现控制，进而实现对微纳米片运动速度与距离的控制；对于连续激光器2，主要是对开关频率以及平均功率进行控制，进而，实现摆动频率与幅度的控制。
[0058]
另外，在一些实施例中，基于光力的片上微纳物体驱动装置包括片上实验室6，片
上实验室6包括但不限于单一微反应器或者微反应器阵列，片上波导3置于片上实验室6的边侧。
[0059]
第二方面，本方案提供一种基于光力的片上微纳物体驱动装置的制备方法，包括以下步骤：制备片上波导3；在片上波导3上制备微纳容器4；利用探针将被驱动的微纳物体5转移到微纳容器4中；将激光器耦合到片上波导3上。
[0060]
在制备方案中，可利用微纳加工与刻蚀工艺制备片上波导3，利用微纳加工的方法及聚焦离子束工艺在片上波导3上制备微纳容器4，可在光学显微镜下利用探针将被驱动的微纳物体5转移到微纳容器4中，若被驱动的微纳物体5在纳米量级，可在电子显微镜中利用机械手的微纳物体5进行转移。
[0061]
第三方面，本方案提供一种基于光力的片上微纳物体的平动驱动方法，包括以下步骤：
[0062]
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，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。
[0063]
其中脉冲激光的参数包括脉冲激光的脉冲个数以及单脉冲能量，单脉冲的能量不能太大，太大会损坏样品，在合适的脉冲个数和单脉冲能量下，样品的运动速度和单脉冲能量、脉冲个数成正比关系；即，通过调控脉冲激光的脉冲个数以调控微纳容器4平动速度，控制精度达到0.2
‑
0.5纳米，最大的平动速度为50微米/秒；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。
[0064]
另外，值得一提的是，可通过调节微纳容器4与片上波导3的相对位置，以使得对微纳容器4移动的方向的控制。
[0065]
关于脉冲激光调控微纳容器4的原理，以及片上波导3、微纳容器4的结构等如上所述，在此不再说明。值得说明的是，脉冲激光和片上波导3可采用端面耦合的方式，也可采用光栅耦合的方式，，使得自由空间中的光耦合到片上波导3上，进而保证微纳容器4在片上波导3上做轴向平动。
[0066]
脉冲激光的类型可选用宽谱光源或单波长光，宽谱光源包括超连续激光，单波长光源包括纳秒脉冲激光或皮秒脉冲激光。
[0067]
利用驱动微纳容器4在片上波导3上沿轴向平动，可实现对微纳物体5的移动位置的精准控制。
[0068]
第四方面，本方案提供一种基于光力的片上微纳物体的摆动驱动方法，包括以下步骤：
[0069]
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，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。
[0070]
其中连续激光的参数包括：连续激光的开关频率以及平均功率。即，通过调控连续激光的开关频率实现对微纳容器4摆动频率的控制，控制精度达到0.1
‑
0.5纳米/脉冲，最大的摆动速度为30微米/秒，通过调控连续激光的平均功率实现对微纳容器4摆动幅度的控制。特别需要说明的是，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，连续激光对应的功率不会导致整个微纳容器4融合，仅使得微纳容器4和片上波导3的接触位置融化。连续激光器2的连续激光的功率一般小于1瓦，且连续激光的功率与微
纳容器4的材料的吸收能力和片上波导3的泄露模式属性有关。
[0071]
关于连续激光调控微纳容器4的原理，以及片上波导3、微纳容器4的结构等如上所述，在此不再说明。值得说明的是，连续激光和片上波导3可采用端面耦合的方式，也可采用光栅耦合的方式。
[0072]
利用驱动微纳容器4在片上波导3上做原地摆动运动，实现为微纳物体5的释放或混合。
[0073]
第五方面，本方案提供一种基于光力的片上微纳物体的摆动驱动方法，包括以下步骤
[0074]
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，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。
[0075]
在利用脉冲激光进行微纳容器4的调控时，可通过控制微纳容器4和片上波导3的相对位置，调节微纳容器4的运动方向。
[0076]
其中脉冲激光的参数包括脉冲激光的脉冲个数以及单脉冲能量；即，通过调控脉冲激光的脉冲个数实现对微纳容器4平动速度的控制，控制精度达到0.2
‑
0.5纳米，最大的平动速度为50微米/秒；通过调控脉冲激光的单脉冲能量实现对微纳容器4平动距离的控制，脉冲激光的类型可选用宽谱光源或单波长光，宽谱光源包括超连续激光，单波长光源包括纳秒脉冲激光或皮秒脉冲激光。
[0077]
其中连续激光的参数包括：连续激光的开关频率以及平均功率。即，通过调控连续激光的开关频率实现对微纳容器4摆动频率的控制，控制精度达到0.1
‑
0.5纳米/脉冲，最大的摆动速度为30微米/秒，通过调控连续激光的平均功率实现对微纳容器4摆动幅度的控制。特别需要说明的是，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，连续激光对应的功率不会导致整个微纳容器4融合，仅使得微纳容器4和片上波导3的接触位置融化。连续激光器2的连续激光的功率一般小于1瓦，且连续激光的功率与微纳容器4的材料的吸收能力和片上波导3的泄露模式属性有关。
[0078]
且值得注意的是，在利用脉冲激光驱动的起始阶段，利用增加脉冲强度和/或脉冲数量，使得微纳容器4以较快的速度移动，在接近设定目标位置时，减小脉冲强度和/或脉冲数量，使得微纳容器4以较慢的速度移动至设定位置。
[0079]
第六方面，本方案提供一种基于光力的片上微纳物体的驱动方法的应用，可应用于实现单细胞逆转录，此时单细胞作为微纳物体5置于微纳容器4内。还可用于化学混合反应的进行，比如当其用于醇醛缩合反应时，将甲硅烷基烯醇和4
‑
溴苯甲醛的混合溶液置于片上实验室6的微反应器内，四丁基氟化铵作为微纳物体5置于微纳容器4内，利用脉冲激光将四丁基氟化铵输运到该微反应容器附近，再利用连续激光，将该微纳容器4中的四丁基氟化铵进行释放至微反应器内。
[0080]
以下以具体的示例给出基于光力的片上微纳物体驱动方式的示意图。
[0081]
实施例一：基于光力的片上微纳物体的平动驱动：
[0082]
将待输运物体置于微纳容器内，初始阶段将脉冲激光1的单脉冲能量固定为0.1
‑
1纳焦，缓慢增加脉冲光的重复频率，使得微纳容器在片上波导3上运动，其中a点初始位置，b
点是运动t1时间所对应的位置，c点是运动10t1时间所对应的位置。这里也可保持脉冲激光1的重复频率固定，缓慢增加单脉冲能量来实现。当单脉冲能量超过驱动微纳容器所对应的阈值时，样品的运动速度与入射脉冲激光的重复频率和单脉冲能量成正比。
[0083]
如图4所示，微纳容器沿着片上波导3的轴向平动，保持入射激光的单脉冲能量不变，初始阶段，激光的重复频率为1000赫兹，微纳容器以较快的速度从a点运动到b点，当快达到输运地点时，激光的重复频率为100赫兹，此时微纳容器将以较慢、更高精度的速度运动到c点。
[0084]
实施例二：基于光力的片上微纳物体的摆动驱动：
[0085]
当微纳容器4输运到波导的目标位置时，关闭脉冲激光，开启连续激光，此时样品的平动停止，开始摆动，摆动的频率与连续激光的调制频率相同，摆动的幅度与连续激光的功率成正比，功率越大，摆动的幅度越大。这里c状态是连续激光开启之前的状态，d状态是连续激光开启之后的状态。当摆动速度很大，超过被输运物体的离心力的时候，样品便会脱离微纳容器，到达的位置可通过摆动速度精确控制。
[0086]
实施例三：基于光力的片上微纳物体的输运驱动：
[0087]
分别将脉冲激光与连续激光耦合到片上波导3的两端，耦合方式可以为端面耦合、光栅耦合两种方式，首先关闭连续激光，开启脉冲激光实现微纳容器的驱动，当微纳容器4被输运到目标位置之后，关闭脉冲激光，开启连续激光，实现对微纳容器的摆动，进而实现对被输运物体的定向释放。
[0088]
实施例四：基于光力的片上微纳物体和片上实验室的配合实验：
[0089]
将该片上波导与集成在片上实验室附近，如在醇醛缩合反应中，将甲硅烷基烯醇和4
‑
溴苯甲醛的混合溶液置于片上实验室6的微反应容器内，四丁基氟化铵作为微纳物体5置于微纳容器4中，利用脉冲激光将四丁基氟化铵输运到未反应容器附近，关闭脉冲激光，再利用连续激光，将该微纳容器4中的四丁基氟化铵进行释放至微反应器内，这里不同的路径8，9分别对应不同的摆动速度，通过对摆动速度的控制，使被输运物体到达特定的位置并且释放。
[0090]
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本技术相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。