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泽尼克多项式校正全息阵列光镊像差的实验研究

刘伟伟 任煜轩 高红芳 孙晴 王自强 李银妹

泽尼克多项式校正全息阵列光镊像差的实验研究

刘伟伟, 任煜轩, 高红芳, 孙晴, 王自强, 李银妹
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  • 像差会影响光镊对粒子的捕获效果. 全息阵列光镊中, 像差不仅来自光学元件, 由特定算法设计的光阱相位片也会在光路中引入像差. 本文通过液晶空间光调制器加载泽尼克多项式相位图, 对全息阵列光镊中由光栅透镜组型算法引起的像差进行校正. 结果显示: 利用三阶泽尼克多项式可有效消除光路中由光栅透镜组型算法引 起的慧差, 使得捕获2 μm聚苯乙烯小球的阵列光阱刚度提高了约40%; 对比不同项的像差校正结果发现, 全息阵列光镊中由算法引起的慧差 与光学元件引起的像差一样, 也会对阵列光阱的捕获效果产生较大影响; 同时根据一阶像差校正结果可得光栅透镜 组型算法对于一阶泽尼克像差具有鲁棒性. 实验结果表明, 对全息阵列光镊中由 算法引起的像差进行校正, 对于提高光阱的捕获效果和深化对算法特性的认识都具有重要意义.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 21073174, 20974107, 60974038)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-01-05
  • 修回日期:  2012-03-11
  • 刊出日期:  2012-09-20

泽尼克多项式校正全息阵列光镊像差的实验研究

  • 1. 中国科学技术大学光学与光学工程系, 合肥 230026;
  • 2. 合肥微尺度物质科学国家实验室, 合肥 230026
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 21073174, 20974107, 60974038)资助的课题.

摘要: 像差会影响光镊对粒子的捕获效果. 全息阵列光镊中, 像差不仅来自光学元件, 由特定算法设计的光阱相位片也会在光路中引入像差. 本文通过液晶空间光调制器加载泽尼克多项式相位图, 对全息阵列光镊中由光栅透镜组型算法引起的像差进行校正. 结果显示: 利用三阶泽尼克多项式可有效消除光路中由光栅透镜组型算法引 起的慧差, 使得捕获2 μm聚苯乙烯小球的阵列光阱刚度提高了约40%; 对比不同项的像差校正结果发现, 全息阵列光镊中由算法引起的慧差 与光学元件引起的像差一样, 也会对阵列光阱的捕获效果产生较大影响; 同时根据一阶像差校正结果可得光栅透镜 组型算法对于一阶泽尼克像差具有鲁棒性. 实验结果表明, 对全息阵列光镊中由 算法引起的像差进行校正, 对于提高光阱的捕获效果和深化对算法特性的认识都具有重要意义.

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参考文献 (36)

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