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专利号: 2022103492089
申请人: 山西大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 核物理;核工程
更新日期:2026-11-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于光控声源的悬浮或俘获微粒的方法,其特征在于:包括以下步骤:

步骤1,根据待俘获或悬浮微粒的参数,计算其重力以及稳定俘获或悬浮所需声波场的刚度;

步骤2,根据已知微小光吸收体的参数,基于有限元分析软件模拟计算不同的微小光吸收体排列分布、不同的激励光强度空间分布条件下产生的声场分布;

步骤3,根据步骤2的模拟结果进一步计算各种条件下的声悬浮/俘获的刚度、动态范围,在满足步骤1计算所得声波场的刚度需求的前提下,优化选择出刚度最大、动态范围最大的光吸收体排列分布、激励光强度空间分布;

步骤4,根据步骤3的结果设计制作样品装载器具和光束空间模式控制装置(2);

步骤5,将一定功率的连续波激光通过光束空间模式控制装置(2)照射在样品装载器具上,产生声驻波场;实现对微粒的稳定俘获或悬浮。

2.根据权利要求1所述的一种基于光控声源的悬浮或俘获微粒的方法,其特征在于:所述样品装载器具和光束空间模式控制装置(2)组成光控声悬浮器装置。

3.根据权利要求1所述的一种基于光控声源的悬浮或俘获微粒的方法,其特征在于:所述样品装载器具包括相对放置的2片玻片(3),以及固定在玻片(3)相对面上的若干微小光吸收体(4)。

4.根据权利要求3所述的一种基于光控声源的悬浮或俘获微粒的方法,其特征在于:所述微小光吸收体(4)是任何对激励光有吸收作用的微小颗粒。

5.根据权利要求4所述的一种基于光控声源的悬浮或俘获微粒的方法,其特征在于:所述微小光吸收体(4)具体是实心金纳米颗粒、空心金纳米颗粒、金纳米棒、银纳米颗粒、微米级金颗粒、毫米级金颗粒中任意一种。

6.根据权利要求1所述的一种基于光控声源的悬浮或俘获微粒的方法,其特征在于:所述微小光吸收体(4)的排列分布为任意排列。

7.根据权利要求6所述的一种基于光控声源的悬浮或俘获微粒的方法,其特征在于:所述微小光吸收体(4)的排列分布为N*N、N*M的等距正方形和长方形排列、N*N、N*M的不等距正方形和长方形排列、轴对称的菱形或椭圆形排列、中心对称的圆形排列中的任意一种排列分布。

8.根据权利要求1所述的一种基于光控声源的悬浮或俘获微粒的方法,其特征在于:所述微小光吸收体(4)固定在玻片(3)上的方式是熔融后半嵌入、表面粘贴或表面焊接中任意一种。

9.根据权利要求1所述的一种基于光控声源的悬浮或俘获微粒的方法,其特征在于:所述光束空间模式控制装置(2)是空间光调制器、微透镜阵列、数字微透镜阵列、透镜组、光纤中任意一种。

10.根据权利要求1所述的一种基于光控声源的悬浮或俘获微粒的方法,其特征在于:所述样品装载器具为2片固定有光吸收体的玻片、1片固定有光吸收体的玻片与声反射器的组合或多块固定有光吸收体的玻片以一定空间方位放置的组合中的任意一种。