光纤激光束引导装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种光纤激光束引导装置，包括激光发射器、载物台、三维液压微操器和培养皿，所述培养皿设置在所述载物台上，所述激光发射器通过光纤耦合器与光纤连接，所述光纤的发射端指向所述培养皿，所述光纤的控制段与所述三维液压微操器连接，所述光纤发射端呈锥形。本实用新型具有体积小、灵活性高、工作距离长、能实现多光耦合、光能损失、抗干扰能力强、能定向引导神经元生长锥的生长小和从光纤发射端射出的激光束具有高密度小散度等特点。
【专利说明】光纤激光束引导装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种光纤激光束引导装置，尤其涉及一种用于引导神经元生长锥定向生长的光纤激光束引导装置。
【背景技术】
[0002]目前光镊技术已广泛应用于生物及物理领域，在生物领域中常用于生物大分子和生物细胞的研究，可使用光镊对细胞、细胞器及染色体进行捕获、分选、操纵、弯曲细胞骨架、克服分子马达力引起的细菌旋转动力、测定马达蛋白作用力及对膜体系进行定量研究。由于不同研究者所开展的工作和研究的具体对象不同，对光镊系统的配置及特点有着不同的要求。
[0003]传统光镊具有体积大、缺乏灵活性、工作距离短、不宜实现多光镊耦合等缺点。除此之外，在引导神经元生长锥定向生长的研究中，传统的激光陷阱由激光发射装置发射后穿过倒置显微镜下方的物镜在载物台形成陷阱，在其光路传输过程中，经物镜，空气和培养皿底等介质的反射与折射，光能在传输过程中损失较大。并且光环式的陷阱使光子拥有360度的作用方向，对其引导神经元生长锥定向生长时的引导主方向有一定干扰作用。
实用新型内容
[0004]本实用新型提供了一种体积小、灵活性高、工作距离长、能实现多光耦合、光能损失小、抗干扰能力强和能精确引导神经元锥定向生长的光纤激光束引导装置。
[0005]本实用新型采用的技术方案是:
[0006]—种光纤激光束引导装置，包括激光发射器、载物台和培养皿，所述培养皿设置在所述载物台上，所述激光发射器通过光纤耦合器与光纤连接，所述光纤的发射端(光纤射出激光的一端为光纤的发射端)指向所述培养皿。
[0007]优选的，本实用新型还包括用于控制所述光纤的发射端位置和角度的三维液压微操器，所述三维液压微操器的三维控制器与所述光纤的控制段(光纤的控制段为与光纤的发射端相邻的一段光纤)固定。
[0008]优选的，所述光纤的发射端呈锥形，所述光纤的发射端面直径为5-10 μ m。
[0009]优选的，所述光纤的发射端为采用加热拉制形成的光纤的发射端。
[0010]优选的，所述载物台上方设有发光装置。
[0011]优选的，所述载物台上方或下方设有用于观察培养皿内培养物质的物镜和/或相机，或所述载物台上方设有所述相机，下方设有所述物镜，或所述载物台上方设有所述物镜，下方设有所述相机。
[0012]优选的，所述相机为可见光或红外线敏感的电子成像相机。
[0013]优选的，所述相机与显示屏连接，方便研究人员的观察分析。
[0014]优选的，所述激光发射器为红外激光发射器。
[0015]本实用新型的的有益效果为:[0016]光纤激光束引导装置采用光纤传输激光，能增长激光传输距离，易实现多光镊耦合而且光能在传输过程中损失小，使得形成的光镊体积小。光纤属于可任意弯曲的材质，使得激光通过光纤的传导实现了“曲线行走”。激光通过光纤传导，使得激光在传导过程中受外部影响小，增强了激光的抗干扰能力。光纤激光引导装置与基于显微镜物镜聚焦的传统光镊相比，光纤形成的激光束操纵更加灵活且整个装置相较于传统装置体积小。
[0017]光纤被固定于三维液压微操器上，三维液压微操器能够精确控制光纤的发射端的位置、角度、旋转和运动，使光纤的发射端可准确放置在神经元生长锥附近的任意区域，使激光束通过光纤的发射端传导准确定位在神经元生长锥附近的靶区域内，精确引导神经元生长锥的定向生长。
[0018]光纤的发射端拉制成锥形，发射端面直径为5-10 μ m,使照射在生长锥上的激光束只覆盖生长锥一部分，形成一个高密度小散度激光照射区，从而精确引导生长锥生长的方向。
[0019]通过加热拉制所制得的带有锥形光纤的发射端的光纤，具有制作简单，快捷，从所制得的锥形光纤的发射端投射出来的扇形激光束的散角足够小，加热拉制光纤使得形成锥形过度面足够平滑，激光通过时损失小，使照射在生长锥上的激光束只覆盖生长锥一部分，形成一个高密度小散度激光照射区，从而精确引导生长锥生长的方向。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]参见图1，本实用新型提供了一种光纤激光束引导装置，包括激光发射器8、载物台I和培养皿2，所述培养皿2设置在所述载物台I上，所述激光发射器上8通过光纤耦合器7与光纤9连接，所述光纤9的发射端指向所述培养皿2。
[0022]优选的，所述载物台I上固定设有三维液压微操器6。所述三维液压微操器6的三维控制器与所述光纤的控制段固定，通过三维液压微操器6可以精确控制光纤的发射端的位置、角度、旋转和运动，从而使得从光纤的发射端中射出的激光按照实际需要精确运动。
[0023]优选的，所述光纤的发射端呈锥形，所述光纤的发射端面直径为5-10 μ m。使得从光纤的发射端射出的激光束足够小，从而能够精确引导控制生长锥生长的方向。
[0024]所述光纤的发射端呈锥形的制作方法是:
[0025]1、剥去光纤的发射端Icm处的塑料外皮，用2个镊子分别夹住光纤裸露部分两端，在酒精灯(或者酒精喷灯)火焰上略微加热使光纤裸露部分变软；
[0026]2、拉制时双手握镊子分别向两侧以均匀缓慢、适宜的力度拉扯，直至光纤拉丝变细；
[0027]3、此时双手快速移动，迅速向两侧拉扯，瞬间拉断光纤。
[0028]通过加热拉制所制得的带有锥形光纤的发射端的光纤，具有制作简单，快捷，从所制得的锥形光纤的发射端投射出来的扇形激光束的散角足够小，加热拉制光纤使得形成锥形过度面足够平滑，激光通过时损失小，使照射在生长锥上的激光束只覆盖生长锥一部分，形成一个高密度小散度激光照射区，从而精确引导生长锥生长的方向。[0029]优选的，所述载物台I上方设有发光装置3，载物台I下方设有物镜10，方便研究人员通过显微镜观察分析。
[0030]优选的，所述发光装置3可以固定安装于活动支架(图中未标出)上，所述活动支架底部固定安装所述载物台I或底座11上，所述底座11设在物镜10下方。
[0031]优选的，所述载物台I上方设有相机4，所述相机4的垂直高度高于发光装置3垂直高度。在利用相机4观察研究时，发光装置3可由活动支架移动到任一不影响相机观察的位置，方便研究人员通过相机4观察、研究。
[0032]优选的，所述相机4为可见光或红外线敏感的电子成像相机，能够选择性可见光或者红外激光，方便研究人员观察。
[0033]优选的，所述相机4与显示器5相连接。方便研究人员通过显示器5直接观察。
[0034]在使用过程中，发光装置3打开，红外激光发射器8发射出激光，激光通过光纤耦合器7传输到光纤9中，激光经过光纤9传输到照射培养皿3中神经元生长锥附近靶区域内。由于培养皿中生长锥在生长过程中，其生长方向与位置会不断发生变化，因此每隔一段时间需调整光纤的发射端位置，通过三维液压微操器6可以精确控制光纤9的位置、角度、旋转和运动。使光纤的发射端可准确放置在神经元生长锥附近的任意区域，使激光束通过光纤的发射端传导准确定位在神经元生长锥附近的靶区域内，精确引导神经元生长锥的生长。
[0035]此时，研究人员可以通过与相机4连接的显示器5观察研究目标，也可通过物镜10观察研究目标。
【权利要求】
1.一种光纤激光束引导装置，包括激光发射器、载物台和培养皿，所述培养皿设置在所述载物台上，其特征在于所述激光发射器通过光纤耦合器与光纤连接，所述光纤的发射端指向所述培养皿。
2.根据权利要求1所述的光纤激光束引导装置，其特征在于还包括用于控制所述光纤的发射端的位置和角度的三维液压微操器，所述三维液压微操器的三维控制器与所述光纤的控制段固定。
3.根据权利要求1或2所述的光纤激光束引导装置，其特征在于所述光纤的发射端呈锥形。
4.根据权利要求3所述的光纤激光束引导装置，其特征在于所述光纤的发射端面直径为 5-10 μ m。
5.根据权利要求4所述的光纤激光束引导装置，其特征在于所述光纤的发射端为采用加热拉制形成的光纤的发射端。
6.根据权利要求1或2所述的光纤激光束引导装置，其特征在于所述载物台上方设有发光装置。
7.根据权利要求6所述的光纤激光束引导装置，其特征在于所述载物台上方或下方设有用于观察培养皿内生长锥生长的物镜和/或相机，或所述载物台上方设有所述相机，下方设有所述物镜，或所述载物台上方设有所述物镜，下方设有所述相机。
8.根据权利要求7所述的光纤激光束引导装置，其特征在于所述相机为可见光或红外线敏感的电子成像相机。
9.根据权利要求8所述的光纤激光束引导装置，其特征在于所述相机与显示器相连接。
10.根据权利要求1或2所述的光纤激光束引导装置，其特征在于所述激光发射器为红外激光发射器。
【文档编号】G02B6/25GK203786324SQ201420024068
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年1月15日 优先权日:2014年1月15日
【发明者】赵丽, 杰西, 陈瑶, 吕媛媛, 付珍珠, 何辉 申请人:北京体育大学