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激光功率操控距离可变范围

[ 时间:2018-01-11  来源:/ 作者:36500365水泵厂 点击: ]

36500365水泵厂进一步在不同激光功率下重复了可调谐的操纵实验。通过逐渐减小(增大)流速,得到了更低(更高)的激光功率下的力平衡。从每对(P,v)对应的每一个视频中选取6个不同时刻的捕获状态,测定对应的如图1所示,每对(P,v)对应的^„的平均值用实心圆球表示,偏差条代表对应的操控长度的方差。在这些实验中总是同一个PS微粒被捕获,而且一直处于被操控的状态。

从实验结果可以看出,主要在20pm到45jun的范围内调节,而当微粒处在距离GIF锥较远的位置时,获得了较大的偏差,抖动现象比较显著,这主要是因为微粒处在较远的位置时,光横向梯度力较弱,束缚微粒的能力也随之减弱,此时的力平衡受外界影响也比较敏感,例如微量进样泵的机械振动和布尔效应等,这个问题的产生主要是由于光功率较小导致的,可以增加光功率来获得更稳定的捕获。图1中功率为29.2mW时获得了最小流速50nUrnin,实验中使用的最大功率为71.3mW。进一步增加和降低v会获得更长的-v曲线对于不同的功率户遵循类似的趋势,表明Fv沿Z轴的力分布的变化规律随V单调变化。

 

可调谐的GIF光镊的优势可以扩展到传感应用中。由图2可知,只要校准过程完成后,可以通过测量来确定流速。从传感的角度来看,使用更大的激光功率可以扩展流速的测量范围。相反,在4=20pm〜45pm的调谐范围内,某个位置的光束轴向总的作用力也可以由斯托克斯定律确定。这给作用力的校准和传感提供了一种可能性。

图1:在不同瀲光功率下操控长度与流速的关系

在不同瀲光功率下操控长度与流速的关系

值得注意的是,当在20nI7min附近时,一个小的流速增量Av,就可以使突然从20nm变到3.5xm(与光纤接触)。在所有的五个激光功率,当流速逐渐增加时,最后接触光纤尖端之前的平衡位置均是约20nm,红色虚线表示突变点处的操控长度的平均值f=18.9±l.0pm,两条黑色虚线表示^的上下阈值限,其中两条阈值限相对于的变化大小ALf=±5%,可以将这个平衡位置称为临界平衡点。这个平衡位置不受激光功率和流速的影响。因此,36500365水泵厂可以合理的认为,它是从GIF锥发出的光束的焦点,只与GIF锥的出射光分布有关,这是机械可调操控的基础。

 

当某个流速已经平衡了光束焦点处的光散射力时,微小的流速增量增大了流体力,于是微粒有靠近GIF锥的趋势,但是这个区域己经没有能平衡这么大力的光散射力了,所以微粒一直移向GIF锥尖直到与之接触。当微粒需要由光纤尖端返回光束焦点时,我们需要增加激光功率直至轴向光力大于原来平衡在光束焦点时需要抵消的来自微流体的力。

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