硅纳米颗粒图案化和动态操控的控制方法、系统及装置

本发明涉及光学操控，尤其涉及一种硅纳米颗粒图案化和动态操控的控制方法、系统及装置。

背景技术：

1、现有的光学捕获显示技术利用的都是微米级以上的颗粒，如利用光泳捕获微米级的纤维素颗粒来进行显示的技术，这些技术无法稳定地操控纳米级颗粒来形成更小尺寸的图案，且现有的技术只能捕获、照明和扫描单个颗粒，无法稳定可靠地同时捕获和照明多个颗粒。除此之外，现有的光学捕获显示技术只能显示静态的图案，具有局限性。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例的目的是提供一种硅纳米颗粒图案化和动态操控的控制方法、系统及装置，实现了纳米颗粒的图案化，可同时操控多个颗粒，且实现了对纳米颗粒图案实时可控的动态化。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种硅纳米颗粒图案化和动态操控的控制方法，包括：

3、获取预设图案，预设图案包括静态图案、动态图案、单个图形的图案或若干个图形的图案；

4、根据预设图案确定激光的扫描路径程序，扫描路径程序的扫描路径的形状与预设图案相同；

5、获取用于捕获硅纳米颗粒的光势阱，并获取焦平面的参数以使光势阱稳定捕获硅纳米颗粒；其中，硅纳米颗粒包括硅纳米单颗粒或硅纳米团簇；

6、控制光势阱按扫描路径程序中的扫描路径进行循环运动；

7、控制激光的功率，以确保光势阱在运动过程中稳定捕获硅纳米颗粒，控制激光的扫描频率，以使硅纳米颗粒按照预设速度运动，从而获得由硅纳米颗粒所组成的图案。

8、可选地，根据预设图案确定激光的扫描路径程序，具体包括：

9、通过扫描光镊系统中的软件，根据预设图案确定激光的扫描路径程序；

10、或，

11、获取从外界导入激光的扫描路径程序；其中，激光的扫描路径由若干个扫描点组成。

12、可选地，当预设图案为若干个图形的静态图案时，扫描路径程序包括若干个，一个扫描路径程序对应一个图形的静态图案，光势阱包括若干个，控制光势阱按扫描路径程序中的扫描路径进行循环运动，具体包括：

13、依次控制每个光势阱按对应的扫描路径程序中的扫描路径进行循环运动。

14、可选地，当预设图案为单个图形的动态图案时，根据预设图案确定激光的扫描路径程序，具体包括：

15、根据预设图案确定一组扫描路径程序集，其中，一组扫描路径程序集包含单个图形在同一位置或不同位置的图案。

16、可选地，控制光势阱按扫描路径程序中的扫描路径进行循环运动，具体包括：

17、控制光势阱依次循环按一组扫描路径程序集中的每一个扫描路径进行循环运动；其中，每一个扫描路径程序持续预设时间。

18、可选地，控制激光的功率，以确保光势阱在运动过程中稳定捕获硅纳米颗粒，控制激光的扫描频率，以使硅纳米颗粒按照预设速度运动，从而获得由硅纳米颗粒所组成的图案，具体包括：

19、控制激光的功率在预设范围内，预设范围包括200-500mw，以确保光势阱在运动过程中稳定捕获硅纳米颗粒；

20、当光势阱带动硅纳米颗粒按扫描路径进行循环运动时，控制激光的扫描频率逐渐增大，当扫描频率达到预设频率，以使硅纳米颗粒形成完整的图案，达到图案化；其中，预设频率根据扫描路径程序确定。

21、第二方面，一种硅纳米颗粒图案化和动态操控的控制系统，包括：

22、第一模块，用于获取预设图案，预设图案包括静态图案、动态图案、单个图形的图案或若干个图形的图案；

23、第二模块，用于根据预设图案确定激光的扫描路径程序，扫描路径程序的扫描路径的形状与预设图案相同；

24、第三模块，用于获取用于捕获硅纳米颗粒的光势阱，并获取焦平面的参数以使光势阱稳定捕获硅纳米颗粒；其中，硅纳米颗粒包括硅纳米单颗粒或硅纳米团簇；

25、第四模块，用于控制光势阱按扫描路径程序中的扫描路径进行循环运动；

26、第五模块，用于控制激光的功率，以确保光势阱在运动过程中稳定捕获硅纳米颗粒，控制激光的扫描频率，以使硅纳米颗粒按照预设速度运动，从而获得由硅纳米颗粒所组成的图案。

27、第三方面，一种硅纳米颗粒图案化和动态操控的控制装置，包括：

28、至少一个处理器；

29、至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

30、当至少一个程序被至少一个处理器执行，使得至少一个处理器实现如上所述的方法。

31、第四方面，一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行如上所述的方法。

32、第五方面，一种硅纳米颗粒图案化和动态操控的控制系统，包括光镊装置，以及与光镊装置连接的计算机设备；其中，

33、光镊装置，用于形成由硅纳米颗粒组成的图案；

34、计算机设备包括：

35、至少一个处理器；

36、至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

37、当至少一个程序被至少一个处理器执行，使得至少一个处理器实现如上所述的方法。

38、实施本发明实施例包括以下有益效果：实施本发明实施例包括以下有益效果：本发明实施例提供了一种硅纳米颗粒图案化和动态操控的控制方法，通过光势阱捕获并控制硅纳米颗粒移动，调整激光的功率以使光势阱在移动硅纳米颗粒的过程中可稳定捕获硅纳米颗粒，实现了稳定操控纳米级颗粒的图案化；可显示包括若干个图形的图案，实现了同时操控多个纳米颗粒并实现图案化，包括若干个图形的图案中，各个图形可各不相同；可显示动态图案，实现了图案动态化，解决了纳米图像可重构行差的问题，其中，动态化包括图案的平移、旋转、改变尺寸、变换颜色以及多个静态图案的切换。

技术特征：

1.一种硅纳米颗粒图案化和动态操控的控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的硅纳米颗粒图案化和动态操控的控制方法，其特征在于，所述根据预设图案确定激光的扫描路径程序，具体包括：

3.根据权利要求1所述的硅纳米颗粒图案化和动态操控的控制方法，其特征在于，当所述预设图案为若干个图形的静态图案时，所述扫描路径程序包括若干个，一个扫描路径程序对应一个图形的静态图案，所述光势阱包括若干个，所述控制所述光势阱按所述扫描路径程序中的扫描路径进行循环运动，具体包括：

4.根据权利要求1所述的硅纳米颗粒图案化和动态操控的控制方法，其特征在于，当所述预设图案为单个图形的动态图案时，所述根据预设图案确定激光的扫描路径程序，具体包括：

5.根据权利要求4所述的硅纳米颗粒图案化和动态操控的控制方法，其特征在于，所述控制所述光势阱按所述扫描路径程序中的扫描路径进行循环运动，具体包括：

6.根据权利要求1所述的硅纳米颗粒图案化和动态操控的控制方法，其特征在于，所述控制所述激光的功率，以确保所述光势阱在运动过程中稳定捕获所述硅纳米颗粒，控制所述激光的扫描频率，以使所述硅纳米颗粒按照预设速度运动，从而获得由硅纳米颗粒所组成的图案，具体包括：

7.一种硅纳米颗粒图案化和动态操控的控制系统，其特征在于，包括：

8.一种硅纳米颗粒图案化和动态操控的控制装置，其特征在于，包括：

9.一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行如权利要求1-6任一项所述的方法。

10.一种硅纳米颗粒图案化和动态操控的控制系统，其特征在于，包括光镊装置，以及与所述光镊装置连接的计算机设备；其中，

技术总结
本发明公开了一种硅纳米颗粒图案化和动态操控的控制方法、系统及装置，所述方法包括：获取预设图案，预设图案包括静态图案、动态图案、单个图形的图案或若干个图形的图案；根据预设图案确定激光的扫描路径程序，扫描路径程序的扫描路径的形状与预设图案相同；获取用于捕获硅纳米颗粒的光势阱，并获取焦平面的参数；控制光势阱按扫描路径程序中的扫描路径进行循环运动；控制激光的功率，以确保光势阱在运动过程中稳定捕获硅纳米颗粒，控制激光的扫描频率，以使硅纳米颗粒按照预设速度运动，从而获得由硅纳米颗粒所组成的图案。本发明实施例实现了纳米颗粒的图案化和实时可控的动态化，可同时操控多个颗粒，可广泛应用于光学操控技术领域。

技术研发人员：李宝军,李宇超,张垚,张栩峰,武田丽,严佳豪
受保护的技术使用者：暨南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11