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本文以一套典型的光镊系统为基础,搭建了动态光镊实验系统和显微拉曼光谱实验系统。这两个系统在光镊的诸多应用领域都具有重要的应用,也是实现拉曼共聚焦成像的基础。内容总体上分成两部分:
第一部分主要是构建了动态光镊实验系统。我们首先对光路进行了必要的优化设计。通过声光偏转器及相关的驱动设备,我们扫描得到了光镊阵列,时分多光镊,并用时分多光镊成功的抓住了聚苯乙烯小球。同时我们还实现了控制光镊做正弦波、锯齿波、三角波的扫描,通过两个方向上的合成,我们还实现了圆形、李萨如图形的扫描,并且我们实现了在抓住小球的情况下完成上述扫描过程。利用该动态光镊系统,我们首次通过让光镊正弦扫描的方法,来标定光镊的刚度,标定结果与其他的方法很好的一致。
第二部分主要是构建了显微拉曼光谱试验系统。首先,对该系统进行了设计和优化,利用该系统,在剂量很小(微升量级)的情况下,我们成功的获得了一些常见物质的拉曼光谱,例如,四氯化碳,酒精,指甲油等。其次,我们还获得了微小颗粒(微米量级)的拉曼光谱。例如,我们获得了直径为5μm的聚苯乙烯小球的拉曼光谱。再次,我们还获得了单个生物活细胞的拉曼光谱。例如,我们成功的获得了啤酒酵母细胞和大白鼠血红细胞的拉曼光谱。最后,我们可以通过拉曼光谱的变化,来观测细胞的动态变化。在本文中,我们还观测到了大白鼠血红细胞拉曼光谱在激光的照射下的动态变化过程。