中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)成立于1964年5月,是我国建立最早、规模最大的激光科学技术专业研究所。发展至今,已形成以探索现代光学重大基础及应用基础前沿、发展大型激光工程技术并开拓激光与光电子高技术应用为重点的综合性研究所。研究...
中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)是我国建立最早、规模最大的激光专业研究所,成立于1964年,现已发展成为以探索现代光学重大基础及应用基础前沿研究、发展大型激光工程技术并开拓激光与光电子高技术应用为重点的综合性研究所。重...
上海光机所国际合作工作始终围绕上海光机所的主责主业,以服务重大任务和国家需求为牵引,强化目标导向,注重内外集成协同,加强重大国际合作任务的谋划。坚持“战略布局,需求牵引,技术引领,合作共赢”的原则,基于科技部授予的国家国际科技合作基地及本单位学科技术优势,围绕“一带一路”国家倡议,深化拓展与发达国家实质性合作,夯实海外机构建设,积极培育和发起国际大科学计划,加强国际组织任职推荐,组织相关国际会议等,汇聚各类国际人才,建立以“平台-人才-项目-组织”合作模式,融入全球创新合作网络,助力上海光机所成为国际一流科研机构。上海光机所国际合作一直得到所领导的高度重视,历届所长亲自主管国际合作。1972年,上海光机所接待诺贝尔奖的美籍华裔科学家杨振宁,标志着我所第一次对外开放。2007年,被科技部首批授予“科技部国际科技合作基地”。2016年,科技部首次对全国2006-2008年间认定的113家国际合作基地进行了评估,上海光机所获评“优秀”。2021年,科技部首次对全国719家国际合作基地进行了评估,上海光机所持续获评“ 优秀”。王岐山副主席到上海光机所视察时,对上海光机所近几年取得的系列科技成果,以及重大国际合作项目“中以高功...
作为我国建立最早、规模最大的激光科学技术专业研究所,和首批上海市科普教育基地之一,中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)在致力于科技创新的同时,十分重视科普工作。多年来,上海光机所借助科研院所强大的科普资源优势,围绕光学与激光科学技术,积极开展公众开放日、科普讲座、科技课堂、科普作品创...
超强激光科学卓越创新简报
(第三百六十六期)
2023年2月23日
上海光机所在利用非迭代算法提高光镊技术稳定性方面取得进展
近日,中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室在利用非迭代算法改善光镊技术进而实现高稳定性三维粒子操控方面取得进展,相关成果以Three-dimensional Dynamic Optical Trapping using non-iterative computer-generated holography为题,在Optics and Lasers in Engineering上发表。
连续动态可调的三维光镊技术具有非接触、无损伤、快速灵活的特点,被广泛应用于生物细胞、粒子物理、胶体科学等领域。然而,基于传统迭代算法,在多次迭代计算过程中无法获得均匀度的唯一解,进而影响光镊操控的稳定性。
在该项工作中,研究团队创新性地提出,通过非迭代算法可在三维空间生成高度均匀的多焦点分布,进而实现了对多粒子的稳定动态光学捕获和操控。理论上,研究团队将激光焦点位置参数耦合到其相位公式中,实现了利用相位解析公式控制焦点分布及运动的目的。实验中,分析对比了复振幅编码法(CA-FSP)和扇形子区相位法(FSP)两种相位调制方法,发现仅利用单个空间光调制器就可实现了三维多焦点的精确定位和操控;而且,在相同条件下CA-FSP方法比FSP方法可设置更多同相位的分区数量,进而可产生更高均匀度的焦斑分布,最终实现了对多粒子三维任意轨迹的稳定操控。这种可靠的三维光镊技术在物体的微组装、辅助集成机器人进行细胞转运、胶体转运等应用方向具有广泛的应用价值。
相关研究得到了中国科学院前沿科学重点研究计划项目基金、 国家自然科学基金等的支持。
图1 三维光镊技术实验原理图
图2 二维实验结果;同时单独操控4个粒子实现“SIOM”轨迹操控
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