CN112461830A - 一种组合透明介质微球小型光镊装置及应用 - Google Patents
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Abstract
本公开属于光镊领域，尤其涉及一种组合透明介质微球小型光镊装置及应用。在样品两端对称设置结构相同的望远镜系统，所述望远镜系统按照光线传播方向依次为第一微球、第二微球和第三微球；显微镜系统对准对称分布的两个第三微球连线的中点，靠近样品的一侧设置第四微球和第五微球，所述第四、五微球的焦点重合；所述微球为组合透明介质微球。该光镊装置使用透明介质微球作为显微镜系统，观察捕获的微粒，缩小了光镊的体积，极大的降低了光镊的成本，透明介质微球组成的望远镜系统和显微镜系统全部浸没在样品溶液中，提高了光镊系统的可操作性，光路系统不再受到样品容器的限制。
Description
技术领域
本发明属于光镊领域，尤其涉及一种组合透明介质微球小型光镊装置及应用。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
光镊是对光与物质相互作用研究的重要成果。光镊可以捕获和操纵分子、微米和纳米尺度的物质微粒、病毒、细胞或者细胞器官。光镊操纵的位移精度可以达到纳米级，对力的测量精度达到飞牛。光镊被应用于单分子研究，拉曼分析，染色体分选，微粒分流，微流变学，动物浅层血管血栓产生和消除等重要科研和医疗领域。尤其是光镊可以通过细胞壁移动细胞器，为研究细胞功能提供了强有力的工具。
光镊的形成依赖于光和物质相互作用的梯度力和散射力的平衡。光镊技术自发明以来从简单的光捕获、光学推动与光学悬浮发展到光学旋转与光学拉伸；从微米精度发展到纳米精度；从单光镊发展到多光镊和全息光镊，光纤光镊、倏逝波近场光镊。虽然光镊形式多种多样，单光镊因为其简便性和稳定性，仍然潜力巨大。最近研究人员将光镊应用于小鼠耳朵毛细血管血栓的产生和消灭，开辟了光镊研究活体中细胞的新领域。
然而，发明人发现，目前光镊仍然属于复杂的光路系统，实验室搭建和购买商业成品其价格都比较高，阻碍了其进一步的广泛应用。因此，设计一种成本低的小型光镊装置变得极为重要。此外，现有的光镊装置无法实现全部浸没于样品溶液中，光镊系统的可操作性低，光路系统受到样品容器的极大限制，因此，如何克服这一问题是科研人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本公开的目的是提供一种组合透明介质微球小型光镊装置及应用，该光镊装置使用透明介质微球作为显微镜系统，观察捕获的微粒，缩小了光镊的体积，增加了光镊的便携性，极大的降低了光镊的成本。而且，透明介质微球组成的望远镜系统和显微镜系统全部浸没在样品溶液中，产生纳米光子喷流的透明介质微球也浸没在样品溶液中，提高了光镊系统的可操作性，光路系统不再受到样品容器的限制。
具体地，本公开的技术方案如下所述：
在本公开的第一方面，本公开提供了一种组合透明介质微球小型光镊装置，在样品两端对称设置结构相同的望远镜系统，所述望远镜系统按照光线传播方向依次为第一微球、第二微球和第三微球，所述第二微球的直径大于其余微球的直径，所述第一、二微球的焦点重合；显微镜系统对准对称分布的两个第三微球连线的中点，靠近样品的一侧设置第四微球和第五微球，所述第四、五微球的焦点重合；所述微球为组合透明介质微球。
在本公开的第二方面，本公开提供了一种组合透明介质微球小型光镊装置的使用方法，步骤为：一、打开绿光激光器，代替红外激光器，调整光路；二、调整望远镜系统中微球的位置使光束通过；三、调整显微镜系统中微球的位置，对准对称分布的两个第三微球连线的中点；四、调整第一、二微球的焦点使之重合，调整第四、五微球的焦点使之重合；五、调整样品容器，使光镊装置全部浸入到样品溶液中；六、打开红外激光器，代替绿光激光器；七、打开白光LED，观察捕获的样品。
在本公开的第三方面，本公开提供了另一种组合透明介质微球小型光镊装置，激光器直接通过透明介质微球所在的光路，按照光线传播方向依次为第一微球、第二微球和第三微球，所述第二微球的直径大于其余微球的直径，所述第一、二微球的焦点重合；显微镜系统对准样品，靠近样品的一侧设置第四微球和第五微球，所述第四、五微球的焦点重合；所述微球为组合透明介质微球。
在本公开的第四方面，本公开提供了上述两种组合透明介质微球小型光镊装置在单分子研究、拉曼分析、染色体筛选、微粒分流、微流变学上的应用。
本公开中的一个技术方案具有如下有益效果：
(1)本公开中，针对现有光镊装置结构复杂、成本较高的问题，使用透明介质微球组成望远镜系统，尺寸较大的透明介质微球作为大焦距透镜，尺寸较小的透明介质微球作为小焦距透镜，准直和汇聚光束，同时使用透明介质微球作为显微镜系统，观察捕获的微粒，缩小了光镊的体积，增加了光镊的便携性；同时，利用组合透明介质微球构建光镊系统，极大的降低了光镊的成本，可以促进光镊的应用。
(2)本公开中，针对现有的光镊装置分辨率低的问题，利用透明介质微球的纳米光子喷流作为光镊，扩展了应用于光镊的光束的种类，可以产生尺寸小于极限分辨率的光镊。由透明介质微球组成的显微镜系统，可以实现超分辨的观察，使得光镊可以应用于病毒或者生物大分子等尺寸非常小的生物样品。
(3)本公开中，针对现有的光镊装置无法实现整个装置全部浸没到样品溶液中，导致光路系统受到样品容器的极大限制的问题，采用透明介质微球组成的望远镜系统和显微镜系统能够全部浸没在样品溶液中，产生纳米光子喷流的透明介质微球也浸没在样品溶液中，提高了光镊系统的可操作性，光路系统不再受到样品容器的限制，光镊可以在空间中沿着任意方向移动或者沿着任意方向的轴旋转。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
以下，结合附图来详细说明本公开的实施方案，其中：
图1为实施例1的一种组合透明介质微球小型光镊装置结构示意图；
图2为实施例2的一种组合透明介质微球小型光镊装置结构示意图；
其中：激光器1、分光镜2、第一反光镜3、第二反光镜4、第三反光镜5、第一光阑6、第二光阑7、第三光阑8、第四光阑9、第一微球10、第二微球11、第三微球12、第四微球13、第五微球14、样品15、第五光阑16、白光LED17、针孔摄像头18。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本公开。应理解，这些实施例仅用于说明本公开而不用于限制本公开的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。
除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。本发明所使用的试剂或原料均可通过常规途径购买获得，如无特殊说明，本发明所使用的试剂或原料均按照本领域常规方式使用或者按照产品说明书使用。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。
术语解释：
纳米光子喷流：指在微米大小的微球的通光一侧形成了尺寸小于半个波长的纳米光斑，并且该光斑在几个波长的范围以内不会发散，强度可以达到入射光强的几十倍。
正如背景技术所介绍的，目前的光镊装置存在结构复杂、价格昂贵、应用受到样品容器限制的缺陷，为了解决现有技术中存在的技术问题，本公开提供了一种组合透明介质微球小型光镊装置和应用。
在本公开的一种实施方式中，提供了一种组合透明介质微球小型光镊装置，在样品15两端对称设置结构相同的望远镜系统，所述望远镜系统按照光线传播方向依次为第一微球10、第二微球11和第三微球12，所述第二微球11的直径大于其余微球的直径，所述第一、二微球的焦点重合；显微镜系统对准对称分布的两个第三微球连线的中点，靠近样品的一侧设置第四微球13和第五微球14，所述第四、五微球的焦点重合；所述微球为组合透明介质微球。
所述装置采用组合透明介质微球准直高斯光束，再用透明介质微球衍射高斯光束得到的纳米光子喷流作为光镊；采用组合透明介质微球作为显微镜，用针孔摄像头观察捕获的细胞或微粒，该装置可以用于捕获和操纵细胞、细胞器或其他微米或纳米尺寸的微粒。该组合透明介质微球的光镊实现了光镊小型化和纳米光子喷流的光镊，在材料学和生物学中有重要的应用价值。
所述透明介质微球选自硅胶微球、塑料微球或钛酸钡微球，优选的，所述透明介质微球为钛酸钡微球。
所述第一微球10的直径为100～600μm；优选的，为200～500μm，进一步优选的，为500μm；
所述第二微球11的直径为1～3mm；优选的，为1.5～2mm，进一步优选的，为2mm；
所述第三微球12的直径为1～200μm；优选的，为10～150μm，进一步优选的，为50μm；
所述第四微球13的直径为20～500μm；优选的，为20～200μm，进一步优选的，为50μm；
所述第五微球14的直径为1mm～3mm；优选的，为1mm～1.5mm，进一步优选的，为1mm；
所述第一光阑6的直径为50～400μm，优选的，为100～300μm，进一步优选的，为300μm，用于消除杂散光和压缩光束；
所述第二光阑7的直径为600～900μm，优选的，为700～800μm，进一步优选的，为800μm，用于消除杂散光和压缩光束；
所述第三光阑8的直径为1μm～150μm，优选的，为10～100μm，进一步优选的，为20μm，材料为塑料或者金箔，用于消除杂散光和压缩光束；
所述第四光阑9的直径为20～500μm，优选的，为20～200μm，进一步优选的，为50μm，用于消除杂散光。
所述第五光阑16的直径为1～10mm，优选的，为2～5mm，进一步优选的，为2mm，用于汇聚LED光束。
进一步地，微球上设置有光阑，所述第一微球10与第一光阑6、第二微球11与第二光阑7粘接在一起，其中，第一光阑6的直径小于第一微球10的直径，第二光阑7的直径小于第二微球11的直径；所述第四微球13与第四光阑9粘接在一起，其中，第四光阑9的直径等于第四微球13的直径。
对于粘接的方式不做具体的限定，只要能够保证光阑和微球紧密连接即可。需要说明的是，所谓的光阑的直径指的是光阑孔径的直径大小，这是本领域技术人员已知的，没有其他疑义。
进一步地，所述装置还包括激光器1和分光镜2，分光镜2将来自激光器1的光分成两路，沿着其中一路光线传播的方向设置有第一反光镜3，与第一反光镜3镜面对称的位置设置有第三反光镜5；沿着其中另一路光线传播的方向设置有第二反光镜4；所述第二反光镜4与第三反光镜5呈镜面对称设置，来自第一、二、三反光镜的两束激光沿着相反的方向在同一直线上传播。
进一步地，显微镜系统还包括针孔摄像头18，与显微镜系统相对的位置还设置有第五光阑16，第五光阑16外侧设置有白光LED17。
进一步地，所有的光阑、针孔摄像头18和白光LED17均通过金属丝设置在三维平移台上，能够以微米的精度左右、上下、前后移动。
在本公开的一种或多种实施方式中，提供了一种组合透明介质微球小型光镊装置的使用方法，步骤为：
一、打开绿光激光器，调整光路；
二、调整望远镜系统中微球的位置使光束通过；
三、调整显微镜系统中微球的位置，对准对称分布的两个第三微球连线的中点；
四、调整第一、二微球的焦点使之重合，调整第四、五微球的焦点使之重合；
五、调整样品容器，使光镊装置全部浸入到样品溶液中；
六、打开红外激光器，代替绿光激光器；
七、打开白光LED，观察捕获的样品。
进一步地，在第一步骤中，调整光路的具体方法是，调整分光镜2和第一反光镜3、第二反光镜4和第三反光镜5的位置，使得两束绿色激光从相反沿同一直线方向通过光路。
进一步地，在第二步骤中，具体的是：调整透明介质微球10、11和光阑6、7的大小；调整透明介质微球10、11和光阑6、7的位置，使光束通过；调整透明介质微球12和光阑8的大小；调整透明介质微球12和光阑8的位置，使光束通过。
其中，调整透明介质第一、二微球的大小，使其满足扩束后光斑大小的要求；调整第一、二光阑的大小，使其能够遮挡掉衍射光束，只有中心光斑通过光路；调整透明介质第三微球和第三光阑的大小，使得纳米光子喷流的半峰宽更窄。
进一步地，在第三步骤中，具体的是：调整光阑9、透明介质微球13、14的大小；调整光阑9、透明介质微球13、14和针孔摄像头18的位置，使得照明和显微位置对准两个透明介质微球12连线的中点，使透明介质微球显微镜分辨率满足观察样品的需要。
进一步地，在第四步骤中，具体的是：调整透明介质微球10、11和光阑6、7的位置，使透明介质微球10、11的焦点重合；调整透明介质微球13、14和光阑9的位置，使透明介质微球13、14的焦点重合。
进一步地，在第六步骤中，将绿光激光器换为1064nm红外激光器。
进一步地，在第七步骤中，调整光阑16的大小，调整光阑9、透明介质第四、五微球和针孔摄像头18到样品15的距离，直到图像清晰为止，图像信号无线传输到手机或者电脑。
在本公开的一种或多种实施方式中，本公开提供了另一种组合透明介质微球小型光镊装置，激光器1直接通过透明介质微球所在的光路，按照光线传播方向依次为第一微球10、第二微球11和第三微球12，所述第二微球11的直径大于其余微球的直径，所述第一、二微球的焦点重合；显微镜系统对准样品，靠近样品15的一侧设置第四微球13和第五微球14，所述第四、五微球的焦点重合；所述微球为组合透明介质微球。
进一步地，微球上设置有光阑，所述第一微球10与第一光阑6、第二微球11与第二光阑7粘接在一起，其中，第一光阑6的直径小于第一微球10的直径，第二光阑7的直径小于第二微球11的直径；所述第四微球13与第四光阑9粘接在一起，其中，第四光阑9的直径等于第四微球13的直径。
进一步地，显微镜系统还包括针孔摄像头18，与显微镜系统相对的位置还设置有第五光阑16，第五光阑16外侧设置有白光LED17。
进一步地，所有的光阑、针孔摄像头18和白光LED17均通过金属丝设置在三维平移台上，能够以微米的精度左右、上下、前后移动。
在本公开的一种或多种实施方式中，本公开提供了上述两种组合透明介质微球小型光镊装置在单分子研究、拉曼分析、染色体筛选、微粒分流、微流变学上的应用。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本公开的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本公开的技术方案。
实施例1
如图1所示，一种组合钛酸钡微球小型光镊装置，采用脉冲1064nm、功率为200mW的激光器发出光束，分光镜2将来自激光器1的光分成两路，沿着其中一路光线传播的方向设置有第一反光镜3，与第一反光镜3镜面对称的位置设置有第三反光镜5；沿着其中另一路光线传播的方向设置有第二反光镜4，第二反光镜4与第三反光镜5呈镜面对称设置，来自第一、二、三反光镜的两束激光沿着相反的方向在同一直线上传播。
按照光线传播方向依次设置粘接有光阑的第一微球10、第二微球11和第三微球12，对应的光阑分别为第一光阑6、第二光阑7、第三光阑8。其中，第一微球10的直径为500μm，第一光阑6的直径为300μm；第二微球11的直径为2mm，第二光阑7的直径为800μm；第三微球12的直径为50μm，第三光阑8的直径为20μm，而且，第一、二微球的焦点重合。对于焦点位置的调节，可以用公式计算其焦点的位置，并不具备技术难度，然后，使用三维平移台移动微球的焦点重合。上述结构构成望远镜系统，沿着光线传播的方向，两个结构相同的望远镜系统以样品15对称分布。同时，还设置有显微镜系统，显微镜系统对准第二反光镜4和第三反光镜5的连线中心，用于观察光镊装置对样品的捕获、移动等。该显微镜系统由带有第四光阑9的第四微球13、第五微球14和针孔摄像头18构成，沿着从针孔摄像头18观察样品的方向，依次是第五微球14、第四微球13、样品15、第五光阑16和白光LED17。样品溶液放置在2cm×2cm×2cm的石英玻璃盒子中。第四、五微球的焦点重合，第四微球13与第四光阑9粘接在一起，其中，第四光阑9的直径等于第四微球13的直径，都为50μm。第五微球14的直径为1mm，第五光阑16的大小为2mm。该装置中，所有的光阑、钛酸钡微球、针孔摄像头和样品都设置在三维平移台上，能够以微米的精度左右、上下、前后移动。
使用钛酸钡微球组成望远镜系统，同时使用钛酸钡微球作为显微镜系统，缩小了光镊的体积，增加了光镊的便携性；利用组合钛酸钡微球构建光镊系统，极大的降低了光镊的成本；利用钛酸钡微球的纳米光子喷流做为光镊，扩展了应用于光镊的光束的种类，可以产生尺寸小于极限分辨率的光镊。钛酸钡微球组成的望远镜系统和显微镜系统全部浸没在样品溶液中，产生纳米光子喷流的透明介质微球也浸没在样品溶液中，提高了光镊系统的可操作性，光路系统不再受到样品容器的限制，光镊可以在空间中沿着任意方向移动或者沿着任意方向的轴旋转；由钛酸钡微球组成的显微镜系统，可以实现超分辨的观察，使得光镊可以应用于病毒或者生物大分子等尺寸非常小的生物样品。
实施例2
如图2所示，一种组合硅胶微球小型光镊装置，采用脉冲1064nm、功率为200mW的激光器发出光束，激光器1直接通过硅胶微球所在的光路，按照光线传播方向依次设置粘接有光阑的第一微球10、第二微球11和第三微球12，对应的光阑分别为第一光阑6、第二光阑7、第三光阑8。其中，第一微球10的直径为100μm，第一光阑6的直径为60μm；第二微球11的直径为1mm，第二光阑7的直径为600μm；第三微球12的直径为10μm，第三光阑8的直径为2μm，而且，第一、二微球的焦点重合。对于焦点位置的调节，可以用公式计算其焦点的位置，并不具备技术难度，然后，使用三维平移台移动微球的焦点重合。上述结构构成望远镜系统，同时，还设置有显微镜系统，显微镜系统对准样品15，用于观察光镊装置对样品的捕获、移动等。该显微镜系统由带有第四光阑9的第四微球13、第五微球14和针孔摄像头18构成，沿着从针孔摄像头18观察样品的方向，依次是第五微球14、第四微球13、样品15、第五光阑16和白光LED17。样品溶液放置在2cm×2cm×2cm的石英玻璃盒子中。第四、五微球的焦点重合，第四微球13与第四光阑9粘接在一起，其中，第四光阑9的直径等于第四微球13的直径，都为50微米。第五微球14的直径为1mm，第五光阑16的大小为2mm。该装置中，所有的光阑、硅胶微球、针孔摄像头和样品都设置在三维平移台上，能够以微米的精度左右、上下、前后移动。
实施例3
实施例1所述的装置的使用方法：
第一步：打开绿光激光器，观察并调整光路；调整光路中各个器件的位置，使得两束绿色激光从相反沿同一直线方向通过光路；
具体的，调整分光镜2，使得两束相互垂直的激光沿着合适的方向射出；调整第一、二、三反光镜到分光镜2的距离和反射激光的角度，使得两束激光沿着相反的方向在同一直线上传播；分光镜2、反光镜3、4、5的距离尽量小，以更好的缩小光镊的体积，但是空间要能够摆放其他器件和样品容器。
第二步：反复调节钛酸钡微球和光阑的位置，使光束通过，使得两束纳米光子喷流位置相互重合。
具体的，调整第一钛酸钡微球10的大小，使其满足扩束后光斑大小的要求；调整第二钛酸钡微球11的大小，使其满足扩束后光斑大小的要求；调整第一光阑6、第二光阑7的大小，使其能够遮挡掉衍射光束，只有中心光斑通过光路；调整第三钛酸钡微球12和第三光阑8的大小，使得纳米光子喷流的半峰宽更窄。
第三步：调整第四光阑9、第四、第五钛酸钡微球和针孔摄像头18的位置，使得照明和显微位置对准样品15；
具体的第三步中调整调整第四光阑9、第四、第五钛酸钡微球，使钛酸钡微球显微镜分辨率满足观察样品的需要。
第四步：调整第一钛酸钡微球10、第二钛酸钡微球11和第一光阑6、第二光阑7的位置，使第一钛酸钡微球10、第二钛酸钡微球11的焦点重合；调整第四、第五钛酸钡微球和第四光阑9的位置，使第四、第五钛酸钡微球的焦点重合；
第五步：调整样品容器使实施例1所述的整个装置全部浸入到有样品的液体中；
第六步：将绿光激光器换为1064nm红外激光器；
第七步：打开白光LED，观察捕获的样品。
具体的观察捕获的样品：调整第四光阑9、第四、第五钛酸钡微球和针孔摄像头18到样品的距离，直到图像清晰为止，图像信号无线传输到手机或者电脑。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种组合透明介质微球小型光镊装置，其特征在于，在样品两端对称设置结构相同的望远镜系统，所述望远镜系统按照光线传播方向依次为第一微球、第二微球和第三微球，所述第二微球的直径大于其余微球的直径，所述第一、二微球的焦点重合；显微镜系统对准对称分布的两个第三微球连线的中点，靠近样品的一侧设置第四微球和第五微球，所述第四、五微球的焦点重合；所述微球为组合透明介质微球。
2.如权利要求1所述的一种组合透明介质微球小型光镊装置，其特征在于，微球上设置有光阑，所述第一微球与第一光阑、第二微球与第二光阑粘接在一起，其中，第一光阑的直径小于第一微球的直径，第二光阑的直径小于第二微球的直径；所述第四微球与第四光阑粘接在一起，其中，第四光阑的直径等于第四微球的直径。
3.如权利要求1所述的一种组合透明介质微球小型光镊装置，其特征在于，所述透明介质微球选自硅胶微球、塑料微球或钛酸钡微球，优选的，所述透明介质微球为太酸钡微球。
所述第一微球10的直径为100～600μm；优选的，为200～500μm，进一步优选的，为500μm；
所述第二微球的直径为1～3mm；优选的，为1.5～2mm，进一步优选的，为2mm；
所述第三微球的直径为1～200μm；优选的，为10～150μm，进一步优选的，为50μm；
所述第四微球的直径为20～500μm；优选的，为20～200μm，进一步优选的，为50μm；
所述第五微球的直径为1mm～3mm；优选的，为1mm～1.5mm，进一步优选的，为1mm；
所述第一光阑的直径为50～400μm，优选的，为100～300μm，进一步优选的，为300μm，用于消除杂散光和压缩光束；
所述第二光阑的直径为600～900μm，优选的，为700～800μm，进一步优选的，为800μm，用于消除杂散光和压缩光束；
所述第三光阑的直径为1μm～150μm，优选的，为10～100μm，进一步优选的，为20μm，材料为塑料或者金箔，用于消除杂散光和压缩光束；
所述第四光阑的直径为20～500μm，优选的，为20～200μm，进一步优选的，为50μm，用于消除杂散光；
所述第五光阑16的直径为1～10mm，优选的，为2～5mm，进一步优选的，为2mm，用于汇聚LED光束。
4.如权利要求1所述的一种组合透明介质微球小型光镊装置，其特征在于，所述装置还包括激光器和分光镜，分光镜将来自激光器的光分成两路，沿着其中一路光线传播的方向设置有第一反光镜，与第一反光镜镜面对称的位置设置有第三反光镜；沿着其中另一路光线传播的方向设置有第二反光镜；所述第二反光镜与第三反光镜呈镜面对称设置，来自第一、二、三反光镜的两束激光沿着相反的方向在同一直线上传播；
进一步地，显微镜系统还包括针孔摄像头，与显微镜系统相对的位置还设置有第五光阑，第五光阑外侧设置有白光LED；
进一步地，所有的光阑、针孔摄像头和白光LED均通过金属丝设置在三维平移台上，能够以微米的精度左右、上下、前后移动。
5.权利要求1-4任一项所述的组合透明介质微球小型光镊装置的使用方法，其特征在于，步骤为：一、打开绿光激光器，代替红外激光器，调整光路；二、调整望远镜系统中微球的位置使光束通过；三、调整显微镜系统中微球的位置，对准对称分布的两个第三微球连线的中点；四、调整第一、二微球的焦点使之重合，调整第四、五微球的焦点使之重合；五、调整样品容器，使光镊装置全部浸入到样品溶液中；六、打开红外激光器，代替绿光激光器；七、打开白光LED，观察捕获的样品。
6.如权利要求5所述的组合透明介质微球小型光镊装置的使用方法，其特征在于，在第一步骤中，调整光路的具体方法是，调整分光镜和第一反光镜、第二反光镜和第三反光镜的位置，使得两束绿色激光从相反沿同一直线方向通过光路；
在第二步骤中，具体的是：调整透明介质微球和光阑的大小；调整透明介质微球和光阑的位置，使光束通过；其中，调整透明介质第一、二微球的大小，使其满足扩束后光斑大小的要求；调整第一、二光阑的大小，使其能够遮挡掉衍射光束，只有中心光斑通过光路；调整透明介质第三微球和第三光阑的大小，使得纳米光子喷流的半峰宽更窄。
7.如权利要求5所述的组合透明介质微球小型光镊装置的使用方法，其特征在于，在第三步骤中，具体的是：调整第四光阑(9)、第四透明介质微球(13)和第五透明介质微球(14)的大小；调整第四光阑(9)、第四透明介质微球(13)、第五透明介质微球(14)和针孔摄像头(18)的位置，使得照明和显微位置对准两个透明介质微球(12)连线的中点，使透明介质微球显微镜分辨率满足观察样品的需要；
进一步地，在第四步骤中，具体的是：调整第一透明介质微球(10)、第二透明介质微球(11)和第一光阑(6)、第二光阑(7)的位置，使第一透明介质微球(10)、第二透明介质微球(11)的焦点重合；调整第四透明介质微球(13)、第五透明介质微球(14)和第四光阑(9)的位置，使第四透明介质微球(13)、第五透明介质微球(14)的焦点重合；
进一步地，在第六步骤中，将绿光激光器换为1064nm红外激光器；
进一步地，在第七步骤中，调整第四光阑、透明介质第四、五微球和针孔摄像头到样品的距离，直到图像清晰为止，图像信号无线传输到手机或者电脑。
8.另一种组合透明介质微球小型光镊装置，其特征在于，激光器直接通过透明介质微球所在的光路，按照光线传播方向依次为第一微球、第二微球和第三微球，所述第二微球的直径大于其余微球的直径，所述第一、二微球的焦点重合；显微镜系统对准样品，靠近样品的一侧设置第四微球和第五微球，所述第四、五微球的焦点重合；所述微球为组合透明介质微球；
进一步地，微球上设置有光阑，所述第一微球与第一光阑、第二微球与第二光阑粘接在一起，其中，第一光阑的直径小于第一微球的直径，第二光阑的直径小于第二微球的直径；所述第四微球与第四光阑粘接在一起，其中，第四光阑的直径等于第四微球的直径。
9.如权利要求8所述的另一种组合透明介质微球小型光镊装置，其特征在于，显微镜系统还包括针孔摄像头，与显微镜系统相对的位置还设置有第五光阑，第五光阑外侧设置有白光LED；
进一步地，所有的光阑、针孔摄像头和白光LED均通过金属丝设置在三维平移台上，能够以微米的精度左右、上下、前后移动。
10.权利要求1-4任一项所述的一种组合透明介质微球小型光镊装置或权利要求8或9所述的另一种组合透明介质微球小型光镊装置在单分子研究、拉曼分析、染色体筛选、微粒分流、微流变学上的应用。
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