光鑷技術(shù)概述：精準(zhǔn)操控微世界的“光之手"

光鑷技術(shù)基于光與物質(zhì)之間的動(dòng)量交換，通過(guò)高度聚焦的激光形成光勢(shì)阱，當(dāng)激光高度聚焦形成強(qiáng)度分布不均勻的光場(chǎng)（通常為高斯分布）時(shí)，微小粒子（其折射率需大于周圍介質(zhì)）在梯度力的作用下會(huì)被拉向光場(chǎng)*強(qiáng)的區(qū)域（光阱中心），并在散射力等因素的共同作用下被穩(wěn)定地捕獲在那里?？蓪?duì)微米/納米級(jí)粒子實(shí)現(xiàn)非接觸、無(wú)損傷的穩(wěn)定捕獲與操控。其核心優(yōu)勢(shì)在于高精度、無(wú)侵入、多粒子并行處理能力，已成為生物醫(yī)學(xué)、量子科技、膠體物理等領(lǐng)域的關(guān)鍵工具。

光鑷系統(tǒng)通常包括激光光源、用于聚焦激光的高數(shù)值孔徑物鏡、以及精密的定位和探測(cè)系統(tǒng)等?，F(xiàn)代的全息光鑷技術(shù)還能通過(guò)空間光調(diào)制器 (SLM) 對(duì)光波前進(jìn)行調(diào)控，從而同時(shí)產(chǎn)生并操控多個(gè)光阱，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多個(gè)粒子的并行復(fù)雜操作。卓立漢光依托深厚的光機(jī)技術(shù)積累，為光鑷系統(tǒng)提供全光路模塊化支持，覆蓋激光調(diào)控、光束整形、多光阱生成、信號(hào)探測(cè)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，助力用戶構(gòu)建高穩(wěn)定性、高重復(fù)性的光鑷實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

典型應(yīng)用場(chǎng)景：

生物單分子力學(xué)研究：DNA拉伸、蛋白質(zhì)折疊力測(cè)量；

細(xì)胞分選與組織工程：無(wú)損操控與排列細(xì)胞、類器官構(gòu)建；

量子微粒操控：玻色-愛(ài)因斯坦凝聚、離子阱預(yù)實(shí)驗(yàn)；

膠體與納米材料研究：顆粒相互作用、納米組裝體操控。

卓立漢光光鑷支持系統(tǒng)：模塊化產(chǎn)品與精準(zhǔn)光路設(shè)計(jì)

在光鑷系統(tǒng)中，光學(xué)鏡架是支撐、調(diào)節(jié)核心光學(xué)元件（如透鏡、波片、分束鏡、物鏡等）的關(guān)鍵組件，其核心作用是保證光路精準(zhǔn)對(duì)準(zhǔn)、實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)、維持系統(tǒng)穩(wěn)定性，直接影響光鑷的捕獲精度、操控靈活性和實(shí)驗(yàn)重復(fù)性。

光鑷系統(tǒng)的光路可分為 “激光源調(diào)控→光束整形→聚焦捕獲→成像檢測(cè)" 四大模塊，不同模塊對(duì)光學(xué)鏡架的功能需求不同。

模塊 1：激光源調(diào)控 —— 保證入射光束的 “初始對(duì)準(zhǔn)與參數(shù)穩(wěn)定"

激光源（如 1064 nm 近紅外激光器，避免損傷生物樣品）是光鑷的能量來(lái)源，此環(huán)節(jié)需通過(guò)鏡架實(shí)現(xiàn) “光束準(zhǔn)直、偏振態(tài)控制、功率調(diào)節(jié)"，核心光學(xué)元件與鏡架的匹配如下：

（1）激光準(zhǔn)直鏡：校正激光發(fā)散角，輸出平行光 一維平移鏡架（水平 / 垂直）調(diào)節(jié)準(zhǔn)直鏡的軸向位置（沿光軸方向），補(bǔ)償激光源出射端的偏移，確保光束平行度（直接影響后續(xù)聚焦質(zhì)量）。

（2）偏振片 / 波片：控制激光偏振態(tài)（如線偏振→圓偏振，增強(qiáng)捕獲力）    二維旋轉(zhuǎn)鏡架（角度調(diào)節(jié)）精確旋轉(zhuǎn)偏振片（0-360°）或 1/4 波片（0-90°），實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)偏振態(tài)；鏡架需具備角度鎖定功能，避免實(shí)驗(yàn)中偏振漂移。偏振片可以采用卓立漢光OPLP納米粒子薄膜偏振片。

（3）中性密度濾光片（ND 片），調(diào)節(jié)激光功率（避免功率過(guò)高損傷樣品），濾光片輪式鏡架（多檔位切換），集成多片不同衰減率的 ND 片，通過(guò)旋轉(zhuǎn)鏡架切換濾光片，實(shí)現(xiàn)功率的快速、無(wú)偏移調(diào)節(jié)（無(wú)需重新對(duì)準(zhǔn)光路）。

模塊 2：光束整形與擴(kuò)束 —— 實(shí)現(xiàn) “光斑優(yōu)化與能量聚焦"

激光源輸出的光斑尺寸通常較小（如毫米級(jí)），需通過(guò)擴(kuò)束鏡組將光斑放大至與物鏡后瞳匹配（保證物鏡滿孔徑照明，*大化梯度力），此環(huán)節(jié)鏡架的核心需求是 “多鏡片協(xié)同對(duì)準(zhǔn)"：

（1） 擴(kuò)束鏡組（由 2-3 片凸透鏡組成）放大光斑尺寸（如 10× 擴(kuò)束）；二維平移鏡架（XY 軸）+ 一維軸向調(diào)節(jié)鏡架。可以直接采用卓立漢光LBE擴(kuò)束鏡。

（2）空間光調(diào)制器（SLM），生成自定義光場(chǎng)（如多光鑷、渦旋光鑷），精密三維微調(diào)鏡架（納米級(jí)）。SLM 需與光路嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)（像素陣列中心與光軸重合），三維微調(diào)鏡架可實(shí)現(xiàn) XYZ 方向的納米級(jí)調(diào)節(jié)，保證光場(chǎng)調(diào)制精度（如多光鑷的焦點(diǎn)間距誤差 < 100 nm）。

模塊 3：聚焦捕獲 —— 光鑷的 “核心操控環(huán)節(jié)"，鏡架決定捕獲精度

此環(huán)節(jié)通過(guò)高數(shù)值孔徑（NA，如 1.4）物鏡將激光聚焦為亞微米級(jí)光斑（產(chǎn)生強(qiáng)梯度力），是捕獲粒子的關(guān)鍵，鏡架需實(shí)現(xiàn) “物鏡精準(zhǔn)定位"和“粒子動(dòng)態(tài)操控"：

（1） 顯微物鏡（光鑷核心）將激光聚焦為捕獲光斑，觀察樣品三維微操作鏡架（納米級(jí)精度，帶壓電驅(qū)動(dòng)）1. Z軸調(diào)節(jié)：控制物鏡與樣品池的距離，將焦點(diǎn)精準(zhǔn)定位到樣品平面（誤差需 < 10 nm，否則無(wú)法穩(wěn)定捕獲）；

（2） XY 軸調(diào)節(jié)：帶動(dòng)物鏡平移，實(shí)現(xiàn)捕獲粒子的二維移動(dòng)（如操控細(xì)胞至指定位置）；

（3）壓電驅(qū)動(dòng)：提供高頻響應(yīng)（如 kHz 級(jí)），實(shí)現(xiàn)粒子的快速操控（如模擬生物分子的力譜測(cè)量）。

（4）反射鏡 / 轉(zhuǎn)向鏡： 改變激光傳播方向（如將水平光路轉(zhuǎn)為垂直光路，匹配物鏡）    

（5）二維角度調(diào)節(jié)鏡架（帶鎖死功能）    調(diào)節(jié)反射鏡的俯仰角和偏轉(zhuǎn)角，確保激光垂直入射物鏡后瞳（若入射角度偏移，會(huì)導(dǎo)致焦點(diǎn)偏移，捕獲力下降甚至失效）；鏡架需具備高穩(wěn)定性，避免振動(dòng)導(dǎo)致光路漂移。

模塊 4：成像檢測(cè) —— 實(shí)現(xiàn) “捕獲狀態(tài)可視化與數(shù)據(jù)采集"

光鑷需通過(guò)成像系統(tǒng)（如 CCD 相機(jī)）觀察捕獲的粒子，同時(shí)通過(guò)檢測(cè)光路收集散射光 / 熒光信號(hào)（分析粒子運(yùn)動(dòng)或分子相互作用），鏡架需保證 “成像光路與捕獲光路同軸"：

（1）二向色鏡：分離捕獲激光與成像光（如反射 1064 nm 捕獲光，透射 488 nm 熒光成像光）    

（2）成像透鏡（中繼透鏡）將樣品像傳遞至 CCD 相機(jī)    

為何選擇卓立漢光？——技術(shù)優(yōu)勢(shì)與平臺(tái)保障

全鏈路產(chǎn)品支持：從激光源、光學(xué)鏡架、壓電平臺(tái)到隔振系統(tǒng)，提供光鑷光機(jī)全環(huán)節(jié)產(chǎn)品，支持定制化需求。

高精度與高穩(wěn)定性兼具：壓電物鏡臺(tái)重復(fù)定位精度達(dá)納米級(jí)；鏡架具備鎖緊防抖設(shè)計(jì)，避免光路漂移；氣浮光學(xué)平臺(tái)（TPR/NAP系列）有效隔離環(huán)境振動(dòng)。

多技術(shù)融合能力：支持光鑷與熒光成像、AFM、拉曼光譜等聯(lián)用，構(gòu)建多模態(tài)研究平臺(tái)。

國(guó)產(chǎn)替代與快速響應(yīng)優(yōu)勢(shì)：擺脫進(jìn)口依賴，貨期短、成本優(yōu)；支持技術(shù)對(duì)接與方案協(xié)同設(shè)計(jì)，響應(yīng)迅速。

卓立漢光愿成為您光鑷系統(tǒng)構(gòu)建的可靠伙伴。提供從光學(xué)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品選型到系統(tǒng)集成的全流程支持。如需進(jìn)一步了解產(chǎn)品性能、申請(qǐng)演示或獲取定制方案，歡迎聯(lián)系我們。

四、更多適配的的產(chǎn)品：

（1）壓電掃描臺(tái)---在全息光鑷中，首先是壓電物鏡掃描臺(tái)，比如多場(chǎng)的OBCH系列，可以滿足光鑷客戶對(duì)實(shí)驗(yàn)室的顯微鏡的精細(xì)操控

（2）壓電平移臺(tái)/旋轉(zhuǎn)臺(tái)等標(biāo)準(zhǔn)壓電產(chǎn)品---光鑷客戶十分需要對(duì)光場(chǎng)進(jìn)行調(diào)控，也就是對(duì)空間光需要進(jìn)行精密控制，位移臺(tái)可以輔助鏡架或者是小型器件進(jìn)行移動(dòng)。比如為了讓激光進(jìn)行偏振時(shí)，利用偏振片激發(fā)偏振，那么在調(diào)整偏振片的角度時(shí)，就會(huì)應(yīng)用到壓電旋轉(zhuǎn)臺(tái)。

（3）壓電鏡架---光路的角度可以通過(guò)壓電式鏡架調(diào)節(jié)。主推Auto長(zhǎng)行程的壓電鏡架

（4） I4/Basic主動(dòng)隔振---光鑷實(shí)驗(yàn)室必*超窄線寬激光器，此類激光器都需要I4這種桌面上的主動(dòng)隔振臺(tái)進(jìn)行隔振；另外部分實(shí)驗(yàn)室還有低溫恒溫腔這種設(shè)備，為了便于觀察物體在低溫下的反應(yīng)，會(huì)使用探測(cè)器。但是低溫腔是會(huì)不斷抽動(dòng)氣體的，會(huì)帶來(lái)振動(dòng)，這時(shí)候就需要Basic這種負(fù)載較大的模塊進(jìn)行隔振。

（5）各類調(diào)整架----反射鏡架/透射鏡架/偏振元件旋轉(zhuǎn)架/接桿等等

（6）氣浮光學(xué)平臺(tái)---實(shí)驗(yàn)室的基本設(shè)施，光鑷實(shí)驗(yàn)對(duì)穩(wěn)定性要求較高，基礎(chǔ)平臺(tái)至少也會(huì)需要?dú)飧〉模覀兊腡PR/NAP都可以適配。