全息光鑷系統
全息光鑷微操作儀是基于的空間光場調控技術,利用空間光調制器對入射激光波前調制,在物鏡焦區得到各種預先設計的光場分布,從而可對多個微粒進行多功能的捕獲與操縱。
本儀器將激光技術、數字全息技術與顯微成像技術相結合,激光經空間光調制器整形調制后,通過高數值孔徑物鏡作用于微觀物體并將其捕獲,作用過程通過顯微成像系統經 CMOS 圖像傳感器采集系統輸入電腦。儀器由激光器系統、空間光場調控模塊,光學顯微成像系統、精密載物臺、圖像采集模、計算機控制和軟件系統等部分組成。待觀測樣品置于載物臺上,通過顯微物鏡成像于 CMOS光敏面,經 CMOS 圖像傳感器輸入計算機。
操作者可通過顯示器對樣品進行觀察,調節物鏡高度與照明光源使成像清楚。激光經空間光調制器和聚焦光學系統進入顯微鏡,通過軟件生成所需要的計算全息圖加載于空間光調制器,可以在樣品平面產生所需要的光阱分布,用于捕獲樣品微粒。通過控制二維精密移動載物臺可使激光準確作用于樣品待處理位置, 實現對捕獲目標微粒的操控。上述過程可在顯示器上直接觀察,并通過計算機控制軟件可將樣品的動靜態變化過程存入硬盤。
多光阱同時捕獲
通過給空間光調制器加載特定的計算全息圖可以調制入射光波前,然后把單束入射光分成多束出射光,從而在物鏡焦區產生任意排布的點光阱大陣列。
多光阱動態微操控
全息光鑷可以獨立控制每一個光阱的運動,進而控制微粒移動,實現復雜的多微粒同時動態操控。把提前計算好的CGH圖像序列加載到SLM,然后按照一定幀率刷新CGH就可以實現微粒的動態操控,
特殊模式光束微操縱
利用SLM可以調制產生拉蓋爾-高斯光束、貝塞爾光束和艾里光束等特殊模式光束。特殊模式光束由于具有比較特殊的相位分布及傳播特性,因此在光鑷技術中應用廣泛,例如利用LG光束旋轉微粒研究軌道角動量的傳遞,利用貝塞爾光束和艾里光束輸運微粒來實現微粒的分選等。
激光光鑷系統
本激光光鑷微操作儀由半導體激激光器;光學顯微成像裝置;二維精密載物臺;照明光源;激光耦合光路;激光微束適配器;CCD圖像傳感器;計算機;圖像采集卡;圖像顯示及控制軟件;光學防震平板等部分組成。本儀器可同時兼用作數字顯微鏡,提供數字化帶來的方便和快捷。
操作精度高:載物臺使用螺旋分度頭控制,移動精度達1微米,比普通顯微鏡載物臺移動精度高兩個量級,易于操作和控制樣品。
光鑷捕獲力大,物鏡工作距離長:一般的光鑷系統都需要使用高數值孔徑的100X油鏡來聚焦光束。我們的光鑷系統采用特殊設計的聚焦光路,使用低倍數的顯微物鏡(10X-40X)也可以實現光鑷捕獲。低倍物鏡的工作距離在毫米量級,可以深入樣品更深內部進行操縱,這在一些實驗中尤為重要;同時也避免了使用和維護高倍數油鏡帶來的不便。
光學系統易于改造和升級:整機固定于 475mmx275mmx13mm 光學防震平板上,保證系統性能穩定可靠。
提供實時動態圖像捕獲:可以將一些微觀過程(如細胞分裂中期過程)拍攝成 AVI 電影。