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公开(公告)号：CN117074801B
公开(公告)日：2024-02-13
申请号：CN202311328695.1
申请日：2023-10-14
Applicant: 之江实验室
IPC: G01R29/12
Abstract: 本发明公开了一种悬浮带电微球测量电场的装置及方法。本发明将同一激光束分为两组光路，一组为测量光路，用于测量超高真空中被悬浮的带电介质微球的质心运动位移，另一组为参考光路，参考光路除使用电场屏蔽器将被悬浮微球包围以外，其它结构与测量光路相同，可抑制激光光功率和指向波动引起的微球位移测量误差。测量光路和参考光路固定于同一平台，可抑制环境振动引起的微球位移测量误差。本发明中利用测量光路和参考光路之间的共模抑制效应，抑制了激光波动和环境振动的影响，大幅度提高了悬浮带电微球测量空间电场方案的精度性能。
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公开(公告)号：CN117310832A
公开(公告)日：2023-12-29
申请号：CN202311043063.0
申请日：2023-08-18
Applicant: 之江实验室
Abstract: 本发明公开了一种单光束真空光阱的波分复用捕获及极弱力计量装置和方法，光纤激光器发射激光，沿光纤依次经过光纤声光调制器、光纤分束器、1064nm光纤准直器，得到光束A；光束A经二向色镜透射进入真空腔，捕获并探测微纳粒子；通过多个光纤分束器、PPLN波导倍频模块、光纤电光调制器和532nm光纤准直器得到的光束B、C、D依次进入真空腔中对真空环境下的微纳粒子进行三轴冷却；此时微纳粒子处于稳定状态，对电极板施加电压并降低A光束光强，最终达到电场力与重力平衡状态，将电场力作为微纳粒子重力的计量值。本发明采用波分复用的方法，仅用一个光源即实现三轴冷却、捕获和探测，采用光纤代替大部分光学元器件，更集成化。
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公开(公告)号：CN113848382B
公开(公告)日：2023-12-19
申请号：CN202111043115.5
申请日：2021-09-07
Abstract: 本发明公开了一种基于电场力激励的频率特性测试方法及光镊系统。方法步骤为：对光镊系统施加正弦电压，若微纳粒子运动，则微纳粒子带电；若微纳粒子不动，则用空气电离法使微纳粒子带电，带电的微纳粒子产生位移，获取输入幅度和输入相位；对带电微纳粒子施加不同频率的正弦电场，获取多个输出幅度和输出相位，计算多个归一化幅频响应值及相频响应值并绘制曲线，得出幅频响应特征和相频响应特征，进而测试出光镊系统的频率特性；光镊系统中的对射双光束通过两个聚焦透镜会聚形成光阱，光阱(56)对比文件Shenghua Xua等.On the aggregationkinetics of two particles trapped in anoptical tweezers.Colloids and Surfaces A:Physicochem.2005,159-163.Xingfan Chen等.Displacement DetectionDecoupling in Counter-Propagating Dual-Beams Optical Tweezers with Large-SizedParticle.Sensors.2020,1-14.Zhenhai Fu等.Launch and capture of asingle particle in a pulse-laser-assisteddual-beam fiber-optic trap.OpticsCommunications.2018,103-109.
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公开(公告)号：CN117091510A
公开(公告)日：2023-11-21
申请号：CN202311330383.4
申请日：2023-10-16
Applicant: 之江实验室
IPC: G01B11/02
Abstract: 本发明公开了一种测量被悬浮透明介质微球位移的装置及方法。本发明利用周期信号发生器、调制激光器和光强调制器对聚焦激光光强的周期调制，使得微球简谐运动的谐振频率周期性变化，进而实现对施加在微球上的外界输入加速度信号进行周期调制，然后对四象限探测器输出的被悬浮微球位移测量信号进行解调，最终实现微球位移的测量。本发明的调制解调测量方案相对已有的直接测量方案，将微球位移测量信号和噪声调制至高频段，较大程度上抑制了激光光强和指向波动等低频误差的影响，提高了被悬浮微球位移的测量精度。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115223430B
公开(公告)日：2022-12-16
申请号：CN202211138122.8
申请日：2022-09-19
IPC: G09B23/22
Abstract: 本发明公开一种基于悬浮纳米微粒的真空光镊实验教学装置，该装置包括捕获光路模块、真空系统模块、探测光路模块、信号处理及采集模块、电场电极模块、算法显示模块、摄像模块。该装置可以实现在常压下实现悬浮纳米微粒的稳定捕获及观测，可调节微粒所处的气压状态，实现微粒的电场调控，实现悬浮纳米微粒的高时空信号探测，实时采集及处理显示悬浮纳米微粒的各项参数，能够可满足不同层次的实验操作者进行实验调试、实验验证、数据采集。同时，该装置集成度高、便于移动，光路直观，操作便捷，系统集成度高、可拓展性强。实验内容超前新颖，满足真空光镊实验教学及科研的需求。
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公开(公告)号：CN115223430A
公开(公告)日：2022-10-21
申请号：CN202211138122.8
申请日：2022-09-19
IPC: G09B23/22
Abstract: 本发明公开一种基于悬浮纳米微粒的真空光镊实验教学装置，该装置包括捕获光路模块、真空系统模块、探测光路模块、信号处理及采集模块、电场电极模块、算法显示模块、摄像模块。该装置可以实现在常压下实现悬浮纳米微粒的稳定捕获及观测，可调节微粒所处的气压状态，实现微粒的电场调控，实现悬浮纳米微粒的高时空信号探测，实时采集及处理显示悬浮纳米微粒的各项参数，能够可满足不同层次的实验操作者进行实验调试、实验验证、数据采集。同时，该装置集成度高、便于移动，光路直观，操作便捷，系统集成度高、可拓展性强。实验内容超前新颖，满足真空光镊实验教学及科研的需求。
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公开(公告)号：CN115079737A
公开(公告)日：2022-09-20
申请号：CN202210860338.9
申请日：2022-07-22
Abstract: 本发明公开了一种引力加速度调制装置及方法。引力加速度调制装置，包括微粒、调制模块、真空模块、捕获模块、探测模块；调制模块包括顺次相连的飞轮、旋转轴、联轴器、减速器、电机、三轴精密位移台、电机支座；其中电机通过减速器和联轴器带动飞轮周期性的相对位置运动，实现对力或加速度调制；真空模块用于提供超高真空环境；捕获模块利用磁场、光场或电场捕获微粒；探测模块用于探测微粒的运动信息；调制模块、捕获模块整体安装在真空模块内。本发明利用万有引力定力定律，免去质量误差带来的影响，设计了飞轮结构，可实现微粒信号的二倍频调制，避免了电机本身固有频率噪声的影响，实现对引力加速度标定，可应用在量子传感、精密测量等领域。
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公开(公告)号：CN115047509A
公开(公告)日：2022-09-13
申请号：CN202210982739.1
申请日：2022-08-16
Applicant: 之江实验室
IPC: G01T1/16
Abstract: 本发明公开了一种基于悬浮微粒的电离辐射探测方法和装置。所述的方法，1）在悬浮光力系统中，通过光场、电场或者磁场悬浮微米到纳米尺度的微粒，并利用光学方法探测悬浮微粒的运动状态；2）当外界的α粒子入射到悬浮光力系统中时，α粒子电离出气体环境中的正负离子，吸附于悬浮微粒，进而改变悬浮微粒的净电量；3）通过探测悬浮微粒在外加电磁场作用下的运动响应来探测微粒的净电量，从而实现电离辐射的探测。装置包括敏感单元模块、气压调节模块、电磁施加模块、环路校准模块和电离辐射探测模块。本发明可利用悬浮微粒实现电离辐射的探测，从而为电离辐射探测装置的集成化和小型化提供了全新的解决方案。
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公开(公告)号：CN114205929B
公开(公告)日：2022-08-05
申请号：CN202210137958.X
申请日：2022-02-15
IPC: G01N21/00
Abstract: 本发明公开了一种加热悬浮纳米微粒的红外光学系统，包括激光器、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜、第一红外光学窗口、真空腔、捕获物镜、第一非球面红外透镜、纳米微粒、第二非球面红外透镜、第二红外光学窗口、光学垃圾桶；激光器发出的准直的远红外光沿光轴方向进入激光扩束系统，经激光扩束系统扩束准直后再被反射，并透射通过第一红外光学窗口进入真空腔，后经过第一非球面红外透镜聚焦；悬浮纳米微粒被捕获光束束缚在捕获物镜的焦点位置处。本发明可以实现悬浮纳米微粒进行原位热脱附，消除粒子表面及内部杂质，提高微粒的耐高真空悬浮概率，免了其它加热手段可能导致粒子烧结难以分撒、粒子结构破损等问题。
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