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申请/专利权人：上海理工大学

摘要：本实用新型涉及一种用于干燥界面的光热冲镊装置，利用微纳物本身的光热效应，在脉冲激光的激励下，将光能转换为热能，使其内部发生快速热膨胀，瞬态的热膨胀对物体内部产生快速的冲击载荷，在脉冲持续时间内，光热冲击不断作用在微纳物体上，在微纳物体内部沉积足够能量来产生极大的力或加速度。结合光热冲击作用和界面摩擦，使微纳物体能直接克服干燥界面的阻力被驱动,并被在光斑中心处形成的类光阱所捕获。再通过改变光斑或衬底位置，达到进一步控制微纳物体运动。本实用新型具有激发功率低、控制精度高、响应速度快且无热损伤等优点。本实用新型稳定的捕获特性，用光斑运动完全控制微纳物体运动，实现微纳物体在二维干燥界面上的自由运动。

主权项：1.一种用于干燥界面的光热冲镊装置，其特征在于，用于在干燥固体界面对微纳物体进行驱动、捕获和运动控制，装置包括激光驱动模块、观察捕获模块、运动控制模块；所述激光驱动模块，用于产生频率可调、功率可变、波长可切换的脉冲输出信号；所述激光驱动模块包括依次布置的信号发生器、激光器、光功率控制模块；所述信号发生器与所述激光器相连，用于产生不同频率的脉冲输出信号；所述光功率控制模块与激光器在同一光轴上，接收激光器输出光脉冲，并对光脉冲信号的功率大小进行调节；所述观察捕获模块，用于实时观察，并对被微纳物体进行捕获；所述观察捕获模块分为倒置型和正置型两种，倒置型观察捕获模块包括依次布置的望远镜系统4、折返镜5、第一半透半反镜7，第一物镜8、第一凹陷滤波器9、第一成像模块10；正置型观察捕获模块包括依次布置的望远镜系统4、折返镜5、第二半透半反镜12和第三半透半反镜13、第二物镜14、第二凹陷滤波器15、第二成像模块16；所述望远镜系统4用来根据微纳物体尺寸改变捕获光斑大小，折返镜5用来选择观察捕获模块的类型，所述第一半透半反镜7、第二半透半反镜12和第三半透半反镜13用于实现激发光的转向，所述第二半透半反镜12和第三半透半反镜13还用于照明光17的引入，所述第一物镜8和第二物镜14用于实时成像和观察，同时还对捕获光束进行聚焦，在干燥固体界面形成类光阱从而捕获微纳物体；所述运动控制模块，用于控制放置在干燥固体界面上的微纳物体与所述观察捕获模块产生的捕获光斑之间的位置关系；所述运动控制模块包括第一扫描振镜6和第二扫描振镜11、二维电动位移台18；所述第一扫描振镜6和第二扫描振镜11用于改变光斑位置，实现小范围内微纳物体的精准捕获和运动控制，所述二维电动位移台18用于改变干燥固体界面位置，进而改变微纳物体和捕获光斑的相对位置，实现大范围内微纳物体的捕获和运动控制；所述激光驱动模块输出的光脉冲送入望远镜系统4光斑大小调节后，光照射到折返镜5上，对于倒置型观察：折返镜5反射光经过第一扫描振镜6调整光斑后进入倒置型观察捕获模块中的第一半透半反镜7，反射光进过第一物镜8聚焦到干燥固体界面表面，透射光进入第一凹陷滤波器9后被第一成像模块10捕捉；对于正置型观察：折返镜5透射光经过第二扫描振镜11调整光斑后进入正置型观察捕获模块中的第二半透半反镜12反射至第三半透半反镜13后，反射光进过第二物镜14聚焦到干燥固体界面表面，透射光进入第二凹陷滤波器15后被第二成像模块16捕捉，照明光17照射到第二半透半反镜12，经过透射入第三半透半反镜13。

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