光纖激光束引導(dǎo)裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種光纖激光束引導(dǎo)裝置，包括激光發(fā)射器、載物臺、三維液壓微操器和培養(yǎng)皿，所述培養(yǎng)皿設(shè)置在所述載物臺上，所述激光發(fā)射器通過光纖耦合器與光纖連接，所述光纖的發(fā)射端指向所述培養(yǎng)皿，所述光纖的控制段與所述三維液壓微操器連接，所述光纖發(fā)射端呈錐形。本實用新型具有體積小、靈活性高、工作距離長、能實現(xiàn)多光耦合、光能損失、抗干擾能力強、能定向引導(dǎo)神經(jīng)元生長錐的生長小和從光纖發(fā)射端射出的激光束具有高密度小散度等特點。
【專利說明】光纖激光束引導(dǎo)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種光纖激光束引導(dǎo)裝置，尤其涉及一種用于引導(dǎo)神經(jīng)元生長錐定向生長的光纖激光束引導(dǎo)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前光鑷技術(shù)已廣泛應(yīng)用于生物及物理領(lǐng)域，在生物領(lǐng)域中常用于生物大分子和生物細胞的研究，可使用光鑷對細胞、細胞器及染色體進行捕獲、分選、操縱、彎曲細胞骨架、克服分子馬達力引起的細菌旋轉(zhuǎn)動力、測定馬達蛋白作用力及對膜體系進行定量研究。由于不同研究者所開展的工作和研究的具體對象不同，對光鑷系統(tǒng)的配置及特點有著不同的要求。
[0003]傳統(tǒng)光鑷具有體積大、缺乏靈活性、工作距離短、不宜實現(xiàn)多光鑷耦合等缺點。除此之外，在引導(dǎo)神經(jīng)元生長錐定向生長的研究中，傳統(tǒng)的激光陷阱由激光發(fā)射裝置發(fā)射后穿過倒置顯微鏡下方的物鏡在載物臺形成陷阱，在其光路傳輸過程中，經(jīng)物鏡，空氣和培養(yǎng)皿底等介質(zhì)的反射與折射，光能在傳輸過程中損失較大。并且光環(huán)式的陷阱使光子擁有360度的作用方向，對其引導(dǎo)神經(jīng)元生長錐定向生長時的引導(dǎo)主方向有一定干擾作用。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型提供了一種體積小、靈活性高、工作距離長、能實現(xiàn)多光耦合、光能損失小、抗干擾能力強和能精確引導(dǎo)神經(jīng)元錐定向生長的光纖激光束引導(dǎo)裝置。
[0005]本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種光纖激光束引導(dǎo)裝置，包括激光發(fā)射器、載物臺和培養(yǎng)皿，所述培養(yǎng)皿設(shè)置在所述載物臺上，所述激光發(fā)射器通過光纖耦合器與光纖連接，所述光纖的發(fā)射端(光纖射出激光的一端為光纖的發(fā)射端)指向所述培養(yǎng)皿。
[0007]優(yōu)選的，本實用新型還包括用于控制所述光纖的發(fā)射端位置和角度的三維液壓微操器，所述三維液壓微操器的三維控制器與所述光纖的控制段(光纖的控制段為與光纖的發(fā)射端相鄰的一段光纖)固定。
[0008]優(yōu)選的，所述光纖的發(fā)射端呈錐形，所述光纖的發(fā)射端面直徑為5-10 μ m。
[0009]優(yōu)選的，所述光纖的發(fā)射端為采用加熱拉制形成的光纖的發(fā)射端。
[0010]優(yōu)選的，所述載物臺上方設(shè)有發(fā)光裝置。
[0011]優(yōu)選的，所述載物臺上方或下方設(shè)有用于觀察培養(yǎng)皿內(nèi)培養(yǎng)物質(zhì)的物鏡和/或相機，或所述載物臺上方設(shè)有所述相機，下方設(shè)有所述物鏡，或所述載物臺上方設(shè)有所述物鏡，下方設(shè)有所述相機。
[0012]優(yōu)選的，所述相機為可見光或紅外線敏感的電子成像相機。
[0013]優(yōu)選的，所述相機與顯示屏連接，方便研究人員的觀察分析。
[0014]優(yōu)選的，所述激光發(fā)射器為紅外激光發(fā)射器。
[0015]本實用新型的的有益效果為:[0016]光纖激光束引導(dǎo)裝置采用光纖傳輸激光，能增長激光傳輸距離，易實現(xiàn)多光鑷耦合而且光能在傳輸過程中損失小，使得形成的光鑷體積小。光纖屬于可任意彎曲的材質(zhì)，使得激光通過光纖的傳導(dǎo)實現(xiàn)了“曲線行走”。激光通過光纖傳導(dǎo)，使得激光在傳導(dǎo)過程中受外部影響小，增強了激光的抗干擾能力。光纖激光引導(dǎo)裝置與基于顯微鏡物鏡聚焦的傳統(tǒng)光鑷相比，光纖形成的激光束操縱更加靈活且整個裝置相較于傳統(tǒng)裝置體積小。
[0017]光纖被固定于三維液壓微操器上，三維液壓微操器能夠精確控制光纖的發(fā)射端的位置、角度、旋轉(zhuǎn)和運動，使光纖的發(fā)射端可準(zhǔn)確放置在神經(jīng)元生長錐附近的任意區(qū)域，使激光束通過光纖的發(fā)射端傳導(dǎo)準(zhǔn)確定位在神經(jīng)元生長錐附近的靶區(qū)域內(nèi)，精確引導(dǎo)神經(jīng)元生長錐的定向生長。
[0018]光纖的發(fā)射端拉制成錐形，發(fā)射端面直徑為5-10 μ m,使照射在生長錐上的激光束只覆蓋生長錐一部分，形成一個高密度小散度激光照射區(qū)，從而精確引導(dǎo)生長錐生長的方向。
[0019]通過加熱拉制所制得的帶有錐形光纖的發(fā)射端的光纖，具有制作簡單，快捷，從所制得的錐形光纖的發(fā)射端投射出來的扇形激光束的散角足夠小，加熱拉制光纖使得形成錐形過度面足夠平滑，激光通過時損失小，使照射在生長錐上的激光束只覆蓋生長錐一部分，形成一個高密度小散度激光照射區(qū)，從而精確引導(dǎo)生長錐生長的方向。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021]參見圖1，本實用新型提供了一種光纖激光束引導(dǎo)裝置，包括激光發(fā)射器8、載物臺I和培養(yǎng)皿2，所述培養(yǎng)皿2設(shè)置在所述載物臺I上，所述激光發(fā)射器上8通過光纖耦合器7與光纖9連接，所述光纖9的發(fā)射端指向所述培養(yǎng)皿2。
[0022]優(yōu)選的，所述載物臺I上固定設(shè)有三維液壓微操器6。所述三維液壓微操器6的三維控制器與所述光纖的控制段固定，通過三維液壓微操器6可以精確控制光纖的發(fā)射端的位置、角度、旋轉(zhuǎn)和運動，從而使得從光纖的發(fā)射端中射出的激光按照實際需要精確運動。
[0023]優(yōu)選的，所述光纖的發(fā)射端呈錐形，所述光纖的發(fā)射端面直徑為5-10 μ m。使得從光纖的發(fā)射端射出的激光束足夠小，從而能夠精確引導(dǎo)控制生長錐生長的方向。
[0024]所述光纖的發(fā)射端呈錐形的制作方法是:
[0025]1、剝?nèi)ス饫w的發(fā)射端Icm處的塑料外皮，用2個鑷子分別夾住光纖裸露部分兩端，在酒精燈(或者酒精噴燈)火焰上略微加熱使光纖裸露部分變軟；
[0026]2、拉制時雙手握鑷子分別向兩側(cè)以均勻緩慢、適宜的力度拉扯，直至光纖拉絲變細；
[0027]3、此時雙手快速移動，迅速向兩側(cè)拉扯，瞬間拉斷光纖。
[0028]通過加熱拉制所制得的帶有錐形光纖的發(fā)射端的光纖，具有制作簡單，快捷，從所制得的錐形光纖的發(fā)射端投射出來的扇形激光束的散角足夠小，加熱拉制光纖使得形成錐形過度面足夠平滑，激光通過時損失小，使照射在生長錐上的激光束只覆蓋生長錐一部分，形成一個高密度小散度激光照射區(qū)，從而精確引導(dǎo)生長錐生長的方向。[0029]優(yōu)選的，所述載物臺I上方設(shè)有發(fā)光裝置3，載物臺I下方設(shè)有物鏡10，方便研究人員通過顯微鏡觀察分析。
[0030]優(yōu)選的，所述發(fā)光裝置3可以固定安裝于活動支架(圖中未標(biāo)出)上，所述活動支架底部固定安裝所述載物臺I或底座11上，所述底座11設(shè)在物鏡10下方。
[0031]優(yōu)選的，所述載物臺I上方設(shè)有相機4，所述相機4的垂直高度高于發(fā)光裝置3垂直高度。在利用相機4觀察研究時，發(fā)光裝置3可由活動支架移動到任一不影響相機觀察的位置，方便研究人員通過相機4觀察、研究。
[0032]優(yōu)選的，所述相機4為可見光或紅外線敏感的電子成像相機，能夠選擇性可見光或者紅外激光，方便研究人員觀察。
[0033]優(yōu)選的，所述相機4與顯示器5相連接。方便研究人員通過顯示器5直接觀察。
[0034]在使用過程中，發(fā)光裝置3打開，紅外激光發(fā)射器8發(fā)射出激光，激光通過光纖耦合器7傳輸?shù)焦饫w9中，激光經(jīng)過光纖9傳輸?shù)秸丈渑囵B(yǎng)皿3中神經(jīng)元生長錐附近靶區(qū)域內(nèi)。由于培養(yǎng)皿中生長錐在生長過程中，其生長方向與位置會不斷發(fā)生變化，因此每隔一段時間需調(diào)整光纖的發(fā)射端位置，通過三維液壓微操器6可以精確控制光纖9的位置、角度、旋轉(zhuǎn)和運動。使光纖的發(fā)射端可準(zhǔn)確放置在神經(jīng)元生長錐附近的任意區(qū)域，使激光束通過光纖的發(fā)射端傳導(dǎo)準(zhǔn)確定位在神經(jīng)元生長錐附近的靶區(qū)域內(nèi)，精確引導(dǎo)神經(jīng)元生長錐的生長。
[0035]此時，研究人員可以通過與相機4連接的顯示器5觀察研究目標(biāo)，也可通過物鏡10觀察研究目標(biāo)。
【權(quán)利要求】
1.一種光纖激光束引導(dǎo)裝置，包括激光發(fā)射器、載物臺和培養(yǎng)皿，所述培養(yǎng)皿設(shè)置在所述載物臺上，其特征在于所述激光發(fā)射器通過光纖耦合器與光纖連接，所述光纖的發(fā)射端指向所述培養(yǎng)皿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖激光束引導(dǎo)裝置，其特征在于還包括用于控制所述光纖的發(fā)射端的位置和角度的三維液壓微操器，所述三維液壓微操器的三維控制器與所述光纖的控制段固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光纖激光束引導(dǎo)裝置，其特征在于所述光纖的發(fā)射端呈錐形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光纖激光束引導(dǎo)裝置，其特征在于所述光纖的發(fā)射端面直徑為 5-10 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光纖激光束引導(dǎo)裝置，其特征在于所述光纖的發(fā)射端為采用加熱拉制形成的光纖的發(fā)射端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光纖激光束引導(dǎo)裝置，其特征在于所述載物臺上方設(shè)有發(fā)光裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光纖激光束引導(dǎo)裝置，其特征在于所述載物臺上方或下方設(shè)有用于觀察培養(yǎng)皿內(nèi)生長錐生長的物鏡和/或相機，或所述載物臺上方設(shè)有所述相機，下方設(shè)有所述物鏡，或所述載物臺上方設(shè)有所述物鏡，下方設(shè)有所述相機。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光纖激光束引導(dǎo)裝置，其特征在于所述相機為可見光或紅外線敏感的電子成像相機。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光纖激光束引導(dǎo)裝置，其特征在于所述相機與顯示器相連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光纖激光束引導(dǎo)裝置，其特征在于所述激光發(fā)射器為紅外激光發(fā)射器。
【文檔編號】G02B6/25GK203786324SQ201420024068
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月15日
【發(fā)明者】趙麗, 杰西, 陳瑤, 呂媛媛, 付珍珠, 何輝 申請人:北京體育大學(xué)