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原理介紹： 光在與微粒的相互作用中，會(huì)將自身攜帶的動(dòng)量傳遞給微粒，對(duì)微粒施加力的作用。在光鑷中，處在激光中的粒子所受的力有兩種：一部分是電磁場(chǎng)分布不均勻?qū)е碌奶荻攘Γ荻攘⑽⒘Ｎ蚬廒宓闹行模灰徊糠质枪庾优c粒子相互作用導(dǎo)致的散射。針對(duì)不同大小的粒子，大致可以分為三類： 一、微粒的尺度遠(yuǎn)大于激光波長，可以采用幾何光學(xué)近似模型，光線在微粒經(jīng)過折射反射，將動(dòng)量傳遞至微粒上； 二、微粒尺度跟激光波長相近，這種情況下可以通過電磁場(chǎng)麥克斯韋方程組求解； 三、微粒尺度遠(yuǎn)小于激光波長，微粒在光場(chǎng)中被激發(fā)為偶極子，受到偶極子與強(qiáng)聚焦光場(chǎng)的相互作用力； 相關(guān)內(nèi)容： 動(dòng)手調(diào)節(jié)光路，利用光鑷捕捉并操控小球； 基于空間光調(diào)制器的光鑷系統(tǒng)，通過研究不同算法從而得到加載在空間光調(diào)制器上的全息圖、更加深入地研究特殊模式光束在光學(xué)微操縱中的應(yīng)用、拓展光鑷與其他學(xué)科交叉的應(yīng)用前景以及對(duì)光場(chǎng)偏振態(tài)、相位、振幅的聯(lián)合調(diào)制等等。 應(yīng)用領(lǐng)域： 作為非侵入型的力學(xué)操控系統(tǒng)，光鑷可以應(yīng)用于細(xì)胞生物學(xué)、氣溶膠科學(xué)、物理化學(xué)等交叉學(xué)科的基礎(chǔ)研究，包括細(xì)胞微環(huán)境的改變、形變拉伸、微粒力學(xué)參數(shù)的測(cè)量等等。將全息光鑷與圖像識(shí)別結(jié)合，可以做到自動(dòng)捕獲粒子和分揀， 將全息光鑷與光學(xué)顯微鏡相結(jié)合，可以量化細(xì)胞、分子的動(dòng)力學(xué)特性，在細(xì)胞生物學(xué)中有巨大的研究空間； 方案介紹： 光路圖：   上圖為本方案全息光鑷裝置的光路示意圖。首先激光經(jīng)過擴(kuò)束后，直徑與空間光調(diào)制器有效區(qū)域的短邊直徑相等，擴(kuò)束后的激光依次通過線偏振片、半波片和非偏振分光棱鏡。用半波片旋轉(zhuǎn)線偏光角度，使之工作在相位模式下，空間光調(diào)制器的入射角控制在在 5°以內(nèi)。 經(jīng)過空間光調(diào)制器反射的光經(jīng)過由兩個(gè)傅里葉透鏡組成的縮束系統(tǒng)，該系統(tǒng)能改變光斑尺寸確保光束直徑與顯微物鏡的入瞳直徑匹配。對(duì)于外圍光強(qiáng)較弱的高斯光束，利用此縮束系統(tǒng)將激光直徑稍大于顯微物鏡入瞳直徑。 經(jīng)過縮束系統(tǒng)的激光經(jīng)過 45°直角反射鏡，二向色鏡將激光透射進(jìn)入顯微物鏡，同時(shí)讓照明光源透過，從而使 CMOS 相機(jī)采集到樣品像。空間光調(diào)制器位于第一個(gè)傅里葉透鏡的焦距處，全息圖與物鏡入瞳是共軛像面，所以全息圖經(jīng)過顯微物鏡做傅里葉變換后在顯微物鏡焦平面即樣品面上再現(xiàn)期望的光場(chǎng)分布。   特點(diǎn)： 此方案采用的開普勒式縮束系統(tǒng)透鏡間的焦平面與樣品面是共軛的，在透鏡焦平面加入高通濾波器或在空間光調(diào)制器上疊加閃耀光柵后，后續(xù)光學(xué)元件按照一級(jí)像排列，從而移去零級(jí)光的影響。 加載全息圖后 X-Y 位置可實(shí)時(shí)調(diào)整，快速疊加不同焦距菲涅爾相位圖、閃耀光柵相位圖等； 空間光調(diào)制器可供多種語言調(diào)用（labview、C、Python 等）；可編程實(shí)現(xiàn)不同數(shù)目、不同排列的光阱陣列；   配置標(biāo)準(zhǔn)：   序號(hào) 配置 規(guī)格 序號(hào) 配置 規(guī)格 1 激光光源 637nm 激光最大功率1w 4 顯微物鏡 PLN100× 油浸   NA 1.25 2 空間光調(diào)制器 1920*1080   2π 5 照明光源 波長470nm 功率760mw 3 CMOS相機(jī) 1280*1024 60FPS 6 相機(jī)筒鏡 f=200mm 等系列其他配置

其他成果/n本發(fā)明涉及撥桿力測(cè)試裝置，包括有支架、力臂、步進(jìn)電機(jī)、牽引桿、撥頭導(dǎo)向套、撥頭推桿、電機(jī)座、位移傳感器、位移傳感器后支座、位移傳感器前支座、撥頭滑塊、下夾板、杠桿軸、輪、輪軸、軸承、壓力傳感器、上夾板，本發(fā)明的有益效果在于：采用兩邊對(duì)稱力臂的設(shè)計(jì)，力臂之間通過彈簧連接，使得撥桿受力均勻，很好的模擬人手推動(dòng)時(shí)候的接觸效果；并且兩個(gè)力臂的設(shè)計(jì)，使得用戶在測(cè)試時(shí)只需要一次性固定好試件的位置，而不需要在測(cè)試回程力的時(shí)候跟換試件的位置；同時(shí)位移傳感器能根據(jù)撥桿的移動(dòng)準(zhǔn)確的測(cè)試出撥桿的位移，使得力的大小跟位移一一對(duì)應(yīng)，很明確的看出撥桿行程中每一個(gè)位置力的大小，從而為設(shè)計(jì)者修改試件提供方便。

本儀器適用于高中物理《相互作用》中關(guān)于摩擦力部分的教學(xué)內(nèi)容，通過定量實(shí)驗(yàn)研究與摩擦力相關(guān)的課題。 總體規(guī)格（水平放置）：1040mm*145mm*150mm。由底座、可調(diào)斜面、角度盤、滑輪機(jī)構(gòu)、力傳感器、控制單元、木塊、電源適配器等組成。 底座為1000mm*140mm*20mm，材質(zhì)為環(huán)保竹木板，表面復(fù)古烤漆，一端安裝不銹鋼合頁和角度盤，背側(cè)安裝不銹鋼斜面支撐架。 可調(diào)斜面為1000mm*140mm*20mm，材質(zhì)為環(huán)保竹木板，本色烤漆，一端安裝鋁質(zhì)把手，面板上安裝可置換面板、滑輪機(jī)構(gòu)、力傳感器和控制單元。 角度盤由不銹鋼期間構(gòu)成，可顯示可調(diào)斜面的傾斜角度，分度為2°。 滑輪機(jī)構(gòu)由金屬烤漆鈑金件和5個(gè)滑輪組成，包含減速電機(jī)和水平可調(diào)滑輪。 力傳感器量程為1kg的高精度（24位）8字形模組，數(shù)碼管顯示，分辨率0.01N。 控制單元內(nèi)安裝有電源分配電路、電機(jī)調(diào)速調(diào)向電路、傳感器數(shù)據(jù)采集和處理電路、數(shù)碼管顯示模塊等。 供電：DC12V/2A。

產(chǎn)品詳細(xì)介紹 1、產(chǎn)品由長、短斜面，小車，小球2個(gè)，硬盒，毛巾，布、瓦楞紙、光滑平板組成； 2、平面板由多層板制造，PVC封邊，尺寸600*12*17mm，板下面四角各有一個(gè)塑料腳墊； 3、斜面面板由多層板制造，PVC封邊，尺寸為200*12*12mm； 4、平面板和斜面板之間用經(jīng)書連接裝置鏈接，抬落自由，操作方便，連接裝置做防銹處理； 5、面板表面平整光潔，邊角光滑，不變形。

分解盤、掛線、掛鉤、傳感器固定夾等。可完成力的分解和合成實(shí)驗(yàn)。

一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1、等效物像法測(cè)量凸透鏡焦距實(shí)驗(yàn)； 2、透鏡曲率和折射率測(cè)量實(shí)驗(yàn)； 3、激光波長測(cè)量實(shí)驗(yàn)； 4、雙棱鏡楔角測(cè)量； 5、自組望遠(yuǎn)測(cè)距系統(tǒng)測(cè)定頂棚到光軸距離； 6、光柵常數(shù)的測(cè)定； 7、衍射法測(cè)定細(xì)鋼絲的線徑； 8、自組四端接入雙臂電橋測(cè)定細(xì)+鋼絲低電阻和電導(dǎo)率； 9、自組測(cè)量系統(tǒng)測(cè)定細(xì)鋼絲的楊氏模量。