利用 LCoS 空間光調制器實現陣列式光鑷
摘要
本研究透過 LCoS（矽上液晶或反射式液晶）之 SLM（空間光調制器），運用相位調制的技術，將一般光鑷擴充成高效率的陣列型多點光鑷，以達到一次夾取多個樣品之目的，不同於過去的多光點光鑷多用LCD（液晶顯示器）進行分光，我們使用光利用率更好的 LCoS，相較於普通光鑷更具有批量操控之效益，並進一步研究優化其分光數與光斑大小對光鑷夾取效益之影響。
研究目的
完整了解光鑷及其運作原理，查找不同分光元件後，先透過設計與採用 Zemax 進行光學模擬分析，再將其實際系統架設出來。希望達到多光點陣列式光鑷，用於開發光鑷批量夾取樣品的技術，並探討光點大小與分光光點數對其批量夾取效益之影響。
研究過程與方法
實驗一，我們模擬出光點半徑為 500 µm，光斑數不同的陣列式光鑷，並預期分光數越多的陣列式光鑷的夾取效率將會越差，依序增加分光數，直到找到在此功率下陣列式光鑷能夾取最大之光斑數。
實驗二，我們模擬出分為 9 道光，光點半徑不同的三個陣列式光鑷，並預期光點半徑半徑越大的光鑷夾取效果將會越差，依序增加分光之光點半徑，直到找到在此功率下陣列式光鑷能夾取之最大光點半徑。
研究成果與展望
接下來我們將於 LCoS 面板修復後進行實驗，並在過程中持續改良實驗裝置與設計，並改善目前試驗所遇到的問題、完成我們所設計的實驗，而後根據實驗數據統整並歸納結果。我們預估本研究將實驗出多光點陣列式光鑷對應的最佳分光數/光點大小比，故幾乎可以應用於所有個位數微米級的多光點光鑷，其中包含量測紅血球的形變、黏彈性係數等等。透過此實驗，我們發現光鑷的多元發展性，不但可以運用於生物科學的研究中，亦可以和物理工程做連結。我們期望能在接下來的研究能更深入的應用光鑷，並將光鑷帶至日常生活中
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