一种光镊实时移动操控系统

    公开(公告)号:CN109116539B

    公开(公告)日:2020-11-06

    申请号:CN201811055361.0

    申请日:2018-09-11

    申请人: 鲁东大学

    发明人: 陈建农

    IPC分类号: G02B21/32 G02B21/36 G21K1/00

    摘要: 本发明适用于激光应用技术领域,提供了一种光镊实时移动操控系统,包括:操控装置,与操控装置通过数据线连接的成像装置和光镊捕获样品动态观察装置;操控装置,用于根据用户的实时移动操作获得三维位置数据,并根据三维位置数据获得相应的位相调制图,并通过数据线将位相调制图加载到成像装置;成像装置,用于根据入射光束和位相调制图产生可任意移动其三维位置的聚焦光斑,聚焦光斑能够捕获样品池内的样品,并最终成像在捕获样品显示装置上;光镊捕获样品动态观察装置,用于显示被聚焦光斑捕获的样品的实时移动状态。本发明通过操控装置、成像装置及观察装置的相互配合,可实现光镊的实时任意移动,提高了光镊移动的灵活性。

    一种双波长同轴独立聚焦的超表面透镜

    公开(公告)号:CN109061780B

    公开(公告)日:2020-07-21

    申请号:CN201811055104.7

    申请日:2018-09-11

    申请人: 鲁东大学

    发明人: 陈建农

    IPC分类号: G02B3/00 G02B1/00

    摘要: 本发明涉及纳米光学领域,具体为一种双波长同轴独立聚焦的超表面透镜,包括:基底和纳米结构长方体。通过将所述基底的一个侧面划分成正方形单元网格,再将所述正方形单元网格均分为四个小正方形,在相同对角线上的两个小正方形中心加工出尺寸相同的纳米结构长方体;将纳米结构长方体旋转相应的角度用于调制与之对应的入射光的相位。本发明的双波长同轴独立聚焦的超表面透镜尺寸小,厚度薄,重量轻,像差小,集成度高,其性能可以优于现有的高质量物镜与位相调制元件的组合,可以应用于受激发射耗散超分辨率荧光成像。

    实现横向多焦点聚焦的超构表面透镜及实现方法

    公开(公告)号:CN107703579B

    公开(公告)日:2019-10-11

    申请号:CN201711012418.4

    申请日:2017-10-26

    申请人: 鲁东大学

    IPC分类号: G02B5/30 G02B1/00

    摘要: 本发明公开了一种实现横向多焦点聚焦的超构表面透镜及实现方法。通过将超构表面透镜进行亚波长正方形阵列单元分区;每个正方形单元进一步划分成尺寸更小的正方形像素单元。每个亚波长尺寸正方形单元内嵌套一个一定像素组成并有确定长宽比的狭缝。狭缝的方位角取向的二倍对应了该单元的相位调制值。相位调制值由两部分叠加组成,其中一部分相位值调制值产生沿径向发生变化的球面波;另一部分沿方位角方向发生变化的相位值调制值,由傅里叶变换相移定理决定。将确定好方位角取向的每个亚波长正方形单元内的狭缝制作成对应取向的二氧化钛长方体阵列超构表面透镜。用圆偏振光入射可以产生焦平面内的多焦点聚焦。

    检测亚波长尺度多焦点光斑偏振取向的装置及方法

    公开(公告)号:CN107515047B

    公开(公告)日:2019-08-30

    申请号:CN201710854494.3

    申请日:2017-09-20

    申请人: 鲁东大学

    IPC分类号: G01J4/00

    摘要: 本发明公开了一种检测亚波长尺度多焦点光斑偏振取向的装置及方法。角向偏振的激光束经过纯相位空间光调制器调制后可以在焦平面产生多个偏振取向不同的光斑。将金膜表面的周期性狭缝微结构放置在焦平面上,当光斑的偏振方向与狭缝的取向相互垂直时,入射光斑可以最有效地耦合成表面等离激元。当光斑的偏振方向与狭缝的取向相互平行时,入射光斑几乎不能激发表面等离激元。当光斑的偏振方向与狭缝的取向形成一个小于九十度夹角时,其耦合效率正比于该夹角的正弦的平方。通过泄漏辐射显微成像系统可以观察多个光斑所在位置的表面等离激元强度,从而实现每个光斑偏振取向的检测。

    一种产生广义柱面矢量偏振光束的方法及装置

    公开(公告)号:CN106066541B

    公开(公告)日:2019-06-25

    申请号:CN201610600094.5

    申请日:2016-07-27

    申请人: 鲁东大学

    发明人: 陈建农 朱林伟

    IPC分类号: G02B27/28

    摘要: 本发明涉及一种产生广义柱面矢量偏振光束的方法及装置,方法包括:步骤1,在石英玻璃基底上用电子束蒸发镀膜先后镀一层厚度5nm~10nm的铬层和140nm~180nm的金膜;步骤2,利用Matlab编写程序绘制由两种不同尺度的结构图叠加而成的二元灰度图像;步骤3,将二元灰度图像导入聚焦离子束控制软件,刻蚀玻璃基底上的金膜以得到需要的偏振转换微结构;步骤4,将圆偏振光垂直入射到偏振转换微结构上,得到广义柱面矢量偏振光;步骤5,在CCD电荷耦合成像器件前面放置检测线偏振片,并旋转检测线偏振片的偏振方向,检验衍射一级光束的偏振特性。本发明利用偏振转换微结构直接产生广义柱面矢量偏振光束,装置体积小,可广泛应用在纳米微结构器件、微光电器件以及人工超材料等领域。

    产生纳米尺度纵向光斑链的超构表面元件及产生方法

    公开(公告)号:CN107728236A

    公开(公告)日:2018-02-23

    申请号:CN201711017700.1

    申请日:2017-10-26

    申请人: 鲁东大学

    IPC分类号: G02B1/00

    CPC分类号: G02B1/002

    摘要: 本发明公开了一种产生纳米尺度纵向光斑链的超构表面元件及产生方法。不同取向或尺寸的纳米天线对入射光进行散射,散射光的相位产生不同的突变,按一定规律将不同取向的纳米天线组成阵列,从而形成超构表面元件,可以实现对入射圆偏振光沿轴向等间距的多点聚焦,产生光斑链。设计时将材料表面划分成亚波长的正方形单元阵列。当正方形单元中心在确定的半径和方位角,施加与之对应的相位调制值。相位调制由镶嵌在正方形单元内的不同取向的长方体纳米天线完成。用圆偏振光入射该超构表面元件产生纳米尺度纵向等间距光斑链。该系统可以组成微型的光镊探针,用于纵向排列或堆砌被操纵的纳米微粒。

    实现横向多焦点聚焦的超构表面透镜及实现方法

    公开(公告)号:CN107703579A

    公开(公告)日:2018-02-16

    申请号:CN201711012418.4

    申请日:2017-10-26

    申请人: 鲁东大学

    IPC分类号: G02B5/30 G02B1/00

    摘要: 本发明公开了一种实现横向多焦点聚焦的超构表面透镜及实现方法。通过将超构表面透镜进行亚波长正方形阵列单元分区;每个正方形单元进一步划分成尺寸更小的正方形像素单元。每个亚波长尺寸正方形单元内嵌套一个一定像素组成并有确定长宽比的狭缝。狭缝的方位角取向的二倍对应了该单元的相位调制值。相位调制值由两部分叠加组成,其中一部分相位值调制值产生沿径向发生变化的球面波;另一部分沿方位角方向发生变化的相位值调制值,由傅里叶变换相移定理决定。将确定好方位角取向的每个亚波长正方形单元内的狭缝制作成对应取向的二氧化钛长方体阵列超构表面透镜。用圆偏振光入射可以产生焦平面内的多焦点聚焦。

    纳米尺度径向偏振环形光源产生装置及方法

    公开(公告)号:CN107390382A

    公开(公告)日:2017-11-24

    申请号:CN201710855293.5

    申请日:2017-09-20

    申请人: 鲁东大学

    IPC分类号: G02B27/28 G02B27/09

    CPC分类号: G02B27/286 G02B27/0988

    摘要: 本发明公开了一种纳米尺度径向偏振环形光源产生装置及方法,装置包括线偏振光发生装置、空间光调制器、傅里叶变换成像系统、角向偏振转换器和聚焦成像装置;所述线偏振光发生装置产生的线偏振光经过空间光调制器的相位调制后,进入傅里叶变换成像系统,再通过角向偏振转换器转换为角向偏振光,最后在聚焦成像装置中形成径向偏振环形光斑。这样的环形光斑可以作为光源,最有效地同时激发环形微结构表面各点的表面等离激元。在集成光电子学器件的重要元件即表面等离激元透镜领域具有非常重要的应用。

    一种环形聚焦光斑的实现方法及其实现装置

    公开(公告)号:CN106950705A

    公开(公告)日:2017-07-14

    申请号:CN201710310427.5

    申请日:2017-05-04

    申请人: 鲁东大学

    IPC分类号: G02B27/09 G02B27/28

    CPC分类号: G02B27/09 G02B27/28

    摘要: 本发明公开了一种环形聚焦光斑的实现方法,包括将激光光束扩束准直后转换为线偏振的激光光束;将准直扩束后线偏振激光光束利用反射型纯相位空间光调制器进行激光光束相位调制;将相位调制后线偏振光通过4F成像系统成像到聚焦物镜的后孔径平面;物镜对相位调制的入射线偏振激光光束聚焦,在焦平面区域产生多个位于圆周上的焦点,焦点之间方位角间隔相等;当圆周半径缩小到一个波长λ,产生环形光斑,圆周半径r变化时,环形光斑的尺寸连续变小,直到形成实心光斑;当计算多幅相位调制图时,每幅对应的位置移动变化很小,更新空间光调制器的相位图使得环形光斑连续移动。本发明实现非涡旋平面线偏振光聚焦产生动态的、位置与尺寸精确控制的环形光斑。

    一种用于承载荧光样品的铜基石墨烯载物台机械调节系统

    公开(公告)号:CN104730048B

    公开(公告)日:2017-07-07

    申请号:CN201510006749.1

    申请日:2015-01-07

    申请人: 鲁东大学

    IPC分类号: G01N21/64 G05D3/00

    摘要: 本发明涉及一种用于承载荧光样品的铜基石墨烯载物台机械调节系统,包括主镜筒、支撑架、荧光探测物镜、圆柱形筒、活动块、螺丝I、二维手动调节架、承载荧光样品的铜基悬空石墨烯、弹簧;所述主镜筒的顶端设有固定块,所述主镜筒的底端与荧光探测物镜的顶端连接,所述主镜筒底端与支撑架固定连接,所述二维手动调节架与支撑架固定连接,所述二维手动调节架中间设置圆柱形筒,所述圆柱形筒套在荧光探测物镜的外面,所述圆柱形筒的底端与承载荧光样品的铜基悬空石墨烯固定连接,所述螺丝I、弹簧均与活动块连接,所述活动块可以在二维手动调节架内水平方向左右前后移动。本发明具有可拆卸、更换和安装方便等优点。