TW531661B - Method of controllably filling an array of small particles, method of controllably manipulating an array of optical traps, and apparatus for controllably manipulating an array of optical traps - Google Patents

Description

531661 A7 B7 五、發明説明（i ) 發明背景 本發明係受美國政府支持，基於國家基金會授予之第 DMR-9320278號合約、通過國家科學基金會MRSEC計畫之獎 勵第DMR-9400379號、且通過教育部之一 GAANN獎學金。美 國政府亦根據第NSFDMR-978031及NSFDMR 980595號合約而對 本發明具有一定程度的權力。 本發明通常係指一種控制光學阱之方法及設備。更特別 地，本發明係指一種動態控制光學阱陣列及可控制地以微 粒填充一光學阱陣列的方法及設備。這種方法及設備可促 成光學阱位置、每一光學阱之強度及大小尺寸動態改變， 且促成受控制之適應及回授以利用該等光學阱達成檢驗及 製造之目的。 已知構成光學鑷子而使用來自一單一光束之光學梯度 力，藉此可操縱沈浸於一流體介質中之一微小介電微粒的 位置，且該介質之折射率係小於該微粒者。該光學鑷子技 術已普及至亦可操縱反射、吸收及低介電常數微粒。 現今之習知系統因此可藉使用一單一光束來產生一單一 光學阱以操縱一單一微粒。為了藉這種系統操縱複數個微 粒，必須運用複數個光束。使用習知光學鑷子方法生成延 展之複數個光束阱的困難在於其禁止用於譬如製造及操縱 包括電子、光子及光電子設備等微複合材料、化學及生物 測定之化學感測器陣列、及全息圖與電腦儲存矩陣等眾多 具潛力之商業應用上。 發明之概述 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 531661

疋以，本發明之一目的係提供一種用於建立複數個光學 畔的改良方法及系統。 本發明 < 一目的係提供一種用於控制光學阱及微小微粒 陣列之新穎方法及設備。 本毛明之尚另一目的係提供一種用於動態控制光學阱的 改良方法及設備。 本务明之又更一目的係提供一種連續形成光學阱及/或 微粒陣列的新穎方法及設備。 本發明之一額外目的係提供一種用於動態控制光學阱大 小尺寸、外型及強度的改良方法及設備。 本發明之尚更一目的係提供一種用於以電腦產生之光學 阱結構動態控制之一全息圖圖案的新穎方法及設備。 本發明之又另一目的係提供一種施加一空間光線調制器 至一雷射光束以動態控制光學阱陣列的改良方法及設備。 本發明之亦一額外目的係提供一種應用一機械式設備選 擇性地使雷射光束通過而時變地形成特殊光學阱陣列的新 穎方法及設備。 本發明之又更一目的係提供一種用於加強微粒流入光學 阱及光學陷獲不同微粒之選擇性輸出的改良方法及設備。 本發明之亦另一目的係提供一種使用一受控制之光學阱 陣列來檢驗及操縱生物介質的新方法及設備。 本發明之另一目的係提供一種使用一單一光束、藉繞射 光學设備以形成光束結構來建立複數個光學畔的新|貝方 法及系統。

_—_ -----^ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 531661 A7 B7 五、發明説明（ 本發明之一額外目的係提供一種用於使用全息圖來產生 一光學梯度場以控制複數個微粒或其他光學介質的新穎方 法及設備。 本發明之更一目的係提供一種建立複數個光學阱以用於 關於操縱譬如光子電路製造中之微粒、微複合材料應用、 電子組件生產、光電子設備、化學及生物感測器陣列、全 息圖資料儲存矩陣組成、促進化合化學應用、增進膠體自 我組成及操縱生物材料等各種商業應用的改良方法及系 本發明之又另一目的係提供一種構成用於商業應用之光 學梯度場之一暫時且空間變化結構的改良方法及系統。 本發明之亦一目的係提供一種使用一個或更多雷射光束 蛣合一個或更多繞射光學元件來構成一選定之時變及/或 特殊光學阱2間陣列以操縱一介電材料的新穎方法及系 統0 本發明4尚更-目的係提供—種使用_單—輸入雷射光 束、一繞射光學元件 '及-發散及β會聚透鏡以形成-靜態或動態光學阱的改良方法及系統。 、本I明之又額外目的係提供一種構成可由一使用者直 接觀察之一光學阱陣列的新穎方法及系統。 本發明之亦更一目的係楹徂 ^ m 一 你挺供一種運用一雷射光束輸入一 繞射元件且以一光束掃描萃絲德y 乐、，无知為—陣列光學阱以用於各 商業應用的改良方法及系統。 本發明之又另一額外目的係描 ]1乐徒供一種用於構成使用一雷

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射光束、冗射光學元件及一發散或會聚光學系統的一光 學胖結構以在相對於—物鏡焦平面之—選定位置處形成該 光學阱結構的新穎方法及系統。 本4明之又另一目的係提供一種使用一雷射光束及一歪 斜定位之繞射光學元件來滤除任何未繞射光束以僅有效利 用構成《子阱配置中之一繞射光束的改良方法及系統。

裝 本4明之尚另一目的係提供一種用於使用一雷射光束輸 入土繞射光學7C件以在—物鏡焦平面外產生至少一二維 光學阱配置的新穎方法及系統。 本發明之亦尚另—目的係提供—種運用__光束及繞射光 子β又備、&複數個望遠鏡透鏡來掃描一光學阱陣列的改良 方法及系統。 本發明之尚一額外目的係提供一種用於使用一單一光束 輸入-繞射it學元件之—光學㈣列及可控制地掃描該光 學阱陣列之一光學系統而得施加微小振幅振盪位移來動態 地使該等光學阱堅硬的新穎方法及系統。 〜 本發明之另一目的係提供一種使用作為一繞射光學元件 用之-時間相關可定址移相介f (譬如—液晶移相陣列）來 產生獨立操控複數個光學阱的新穎方法。 本么月之更一目的係提供一種生成時間相關光學梯产广 以隔離顯微微粒的新穎方法。 又野 j發明之尚另一目的係提供一種用於操縱包括蛋白質結 晶等複數個生物物件的新穎方法。 、 本發明之其他目的、特徵及優點將可由以下結合後述隨 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)八4規格(21〇 X 297公釐） 531661

附圖式之本發明較佳具體實施例說 一 ^ 凡而侍輕易地顯現，其 中相同元件在全文中皆具有相同參考代碼。 所圖之簡單 圖"系顯示用於-單—光學料之—先前技藝方法及系 統； 圖2係顯示用於一單一、可操-尖 _ 千 j休k先學鑷子之一先前技藝 方法及系統； 圖3係使用一繞射光學元件之一方法及系統； 圖4係使用相對於一輸入光束之一傾斜光學元件的另一 方法及系統； 圖5係顯不使用一繞射光學元件之一連續可移動式光學 鑷子（阱）陣列； 圖6係顯示使用一光學鑷子陣列來操縱微粒且同時亦形 成一影像來觀看該光學光學阱陣列之一方法及系統； 圖7 A係顯示使用圖6光學系統之一四乘四光學鑷子（阱） 陣列的一成像；且圖7 B係顯示藉圖7 A之光學鑷子懸浮於 水中之直徑1微米之二氧化矽球在阱照明已熄滅後、但該 等球已擴散開之前瞬間的一成像。 圖8係顯示包括.一可動式刀口特徵之一全息圖光學阱系 統； 圖9A係顯示形成於一玻璃-水界面上之一 1〇χ 1〇光學阱 陣列；圖9 B係顯示一焦點位於該玻璃上方大約2微米之光 學阱且第五列係暴露至一微粒流；圖9 C係顯示相較於圖 9 B更進一步填充微粒地填充第八列光學阱；及第9 D圖係 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） _ 8 _ — 531661 A7 B7 五、發明説明（6 ) 〜 - 顯不一芫成填充之光學阱圖案；及 圖10係顯示具有顯微鏡成像之一光學阱控制系統。 較佳具體實施例詳細說明 為了最佳地了解本發明之改良，圖丨及圖2係顯示複數個 先前技藝方法及系統。首先將回顧這些系統，再由圖3至 圖7 A及圖7B之較佳具體實施例範例來說明本發明。在圖^ 之先前技藝光學鑷子系統1 〇中，光學梯度力係因使用一單 一光束1 2來可控制地操縱散佈於一介質1 6中之一微小介電 微粒1 4而造成，且該介質之折射率nm係小於微粒1 4者。 光學梯度力之性質係屬已知，且亦充份了解到其原理已普 遍化以允許反射、吸收、及低介電常數微粒之操縱。可在 此後描述之本發明說明中實施任何該等技術且將藉使用後 述之光學鑷子、光學阱及光學梯度力阱等術語而得完備。 光學鑷子系統1 〇係藉由使用能夠施加實現光學阱效應所 需要之力的一光束12(譬如一雷射光束）而得應用之且該光 學阱效應係操縱一微粒所必須。一習知型式光學鎮子丨〇之 目的係將一個或更多成型光束投射至一會聚光學元件（譬 如一物鏡20)之一背孔24中心。請注意圖i中之光束12具 有一寬度「w」且其具有相對於一光學軸22之一輸入角度 光束1 2係輸入物鏡2 0之一背孔2 4且自一前孔2 6輸出 而大體上會聚至成像體32焦平面30中之一焦點28且使焦 點2 8與一光學阱3 3 —致。通常，任何聚焦光學系統皆可形 成光學鐵子系統1 0之基礎。 在光束12為一準直雷射光束且其軸與光學軸22 一致的情 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 531661 A7 _____ _ B7 五、發明説明（7 ) 況下’光束1 2將近入物鏡2 0之背孔2 4且因此而至成像體 3 2中、物鏡焦平面3 0中心點c處之一焦點。當光束1 2之軸 相對於光學軸2 2移動角度^時，光束軸3 1與光學軸2 2將在 背孔1 2中心點b處一致。該移動將使該光學阱根據物鏡2 〇 之角度放大率而橫跨視場位移一量值。可使用角度位移 乡及變化之光束12會聚等兩變數，以在成像體32内選定位 置處形成該光學阱。倘若複數個光束1 2以不同角度#及不 同之準直程度施加至背孔2 4，則可在不同位置上配置複數 個光學阱3 3。 為了實現三維之光學阱，生成於待陷獲微粒上之光學梯 度力必須超過因光線繞射及吸收而產生之其他輻射壓力。 通常這必須使光束1 2之波前在背孔2 4處具有一適當外型， 譬如’對於一高斯橫向電磁波（Gaussian ΤΕΜ。。）輸入雷射光束 而言，該光束直徑w應該與背孔2 4之直徑大體上一致。更 晋遍之光束輪廓（譬如Gauss-Laguerre)亦可提供相當之條件。 在圖2中之另一先前技藝系統中，光學鑷子系統丨〇可使 光學阱3 3橫跨物鏡2 0視場位移。一望遠鏡3 4係由透鏡L 1 及L 2構成，其建立與圖1先前技藝系統中之中心點光學共 軛的一點A。在圖2之系統中，光束1 2通過點A，亦通過點 B ’且因此可滿足執行光學鑷子系統1 〇的基本需求。可藉 由如圖2中所示者定位透鏡L 1及L 2而保持準直程度，以使 望遠鏡3 4之轉移特性最佳化。此外，可選擇望遠鏡3 4之放 大率以使光束1 2之角度位移及其在物鏡2 0背孔2 4平面中 之寬度w最佳化。如前述者，通常可使用複數個光束12來 ___-10-___ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 531661 A7 _________ B7 五、發明説明（8 ) 形成複數個相關之光學阱。可由複數個獨立之輸入光束、 或著由藉習知反射/或折射光學元件所操縱之一單一光束 生成這種複數光束12。 在圖3中顯示之本發明一較佳具體實施例中，可形成任 意之光學阱陣列。一繞射光學元件4 〇大體上設置於與物鏡 2 0背孔2 4共軛的一平面4 2中。請注意，為了簡明而僅顯 示出一單一之繞射輸出光束4 4，但應了解到，可藉繞射光 學元件4 0來生成複數個這種光束4 4。入射於繞射光學元件 40之輸入光束12將分束成具有繞射光學元件4〇性質之特 徵的一輸出光束44圖案，其每一個皆由點a放射出。是 以，輸出光束44亦將因前述之下游光學元件而通過點b。 圖3顯示之繞射光學元件4 0係位於輸入光束丨2法向，但 亦可能為許多種其他配置。譬如在圖4中，光束1 2係相對 於光學軸22夾一斜角0且並非位於繞射光學元件4〇 一法 向。在本具體貫施例中’自點A放射出之繞射光束4 4將在 成像體32之焦平面52中形成光學阱50(由圖1中清楚看 出）。在本光學鑷子系統1 0之配置上，可自光學鱗子系統 1 0移除輸入光束1 2之一未繞射部5 4。因此本結構可處理 較少之背景光線且改善形成光學醉之效率及效能。 繞射光學元件4 0可包括由電腦產生之全息圖，其可將輸 入光束12分束成為一需求之預定圖案，結合這種全息圖與 圖3及圖4中其餘之光學元件將得生成可使用繞射光學元件 4 0獨立地成型每一繞射光束波前的任意陣列。因此，光學 阱5 0不僅可設於物鏡2 0之焦平面5 2中，且亦可設於焦平 -11 · 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) " ---------— 531661 A7

面52外，以形成光學阱50之一三維配置。 :包:於圖3及圖4之光料子系統1〇中者係譬如為 2〇(或功能相等之其他類似光學設備，例如一一曰 (F_dm鏡）的一聚焦光學元件來會聚繞射光束^ 成先學㈣。更，望遠鏡34或其他之等效轉移光學設備來 生成與前述背孔24中心點B共軛的一點A。繞射光學元利 4 0係設置於包含有點A之一平面中。 ^本發明之另一型式中’可生成任—之光學㈣陣列而 無需使用望遠鏡34。在這種具體實施例中，可將繞射光學 元件40直接放置於包含有點b之平面中。 在光學鑷子系統10中，可使用靜態或時間相關之繞射光 學元件40。對於一動態、或時間相關之變形者，可生成作 為利用這種特徵之一系統一部份的光學阱5〇時變陣列。此 外’可使用這些動態光學元件4 0來使微粒與矩陣式介質互 相相對地運動。譬如，繞射光學元件4 〇可為經受印有以電 腦生成之全息圖圖案變化的一液晶象陣列。 在圖5之另一具體實施例中，一系統可構成為實施連續 的光學鑷子光學阱50。設置一萬向接頭式反射鏡6〇，使其 旋轉中心設於點A處。光束12係入射於反射鏡60之表面上 且使其軸通過點A，並且投射至背孔2 4。傾斜反射鏡6 0將 造成光束1 2相對於反射鏡6 0之入射角度改變，且可使用該 特徵來移動最終之光學阱50。由透鏡L3及L4形成之一第 二望遠鏡6 2將生成與點A共軛的一點A ’。設置於點A ’之 繞射光學元件4 0現在將生成一繞射光束6 4圖案，每一該繞 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）

裝 訂

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射光束將通過點A以在-陣列之光學鑷子系統1 q中形成其 中之一鑷子阱50。 在圖5具體貫施例s操作中，反射鏡$ 〇係使整個鑷子陣 列作為-早7C地移動《。本方法對於精確地對齊該光學鱗 子陣列與-靜止基板以經由微小振幅之迅速振i位移來動 態地使光學㈣堅硬時、以及需要_般之移動能力的任何 應用時非常有用。 亦可藉由移動樣本載台或藉由調整望遠鏡34而使光學阱 5〇陣列相對於樣本載台（未顯示）垂直移動。此外，亦可藉 由私動樣本載台而使光學鑷子陣列相對於樣本橫向運動。 本特徵對於超過物鏡視場範圍之大尺寸運動特別有用。 在圖6顯示之本發明另-型式中，將光學线配置成允 許觀看藉光學鑷子1 〇陷獲之微粒影像。一二向色分光鏡 7 〇、或其他等效之光學分光鏡係插入物鏡2 〇與光學鑷子系 統10之光學系之間。在圖示之具體實施例中，分光鏡70係 選擇性地反射用於形成該光學鑷子陣列之光線波長並且使 其他波長透射。是以，用於形成光學阱5 〇之光束12係以高 效率透射至背孔24，而用於形成影像之光束66則可通過之 以到達成像光學設備（未顯示）。 圖7 A及圖7 B中係顯示本發明一應用例之一說明。繞射 光學元件40係設計成與單一光束丨2交互作用以生成4 χ 4 之準直光束陣列。一 100毫瓦特之雙倍頻率二極體泵激發之 钕··釔鋁石榴石雷射操作於5 3 2毫微米下將提供一高斯橫 向電磁波（Gaussian TEMoo)型式之光束丨2。圖7 Α中，視場係 531661 A7

五、發明説明（u ) 的十六個二氧化

成工万_微鏡破 該等二氧化矽球係穩 璃片下方超過20微米處的一平面中。該 由陷獲於陣列之十六個主要光學鑷子丨〇中 矽球反向散I · 係散佈於水 玻璃滑蓋之 過該滑蓋， 定地陷獲於十六個光學鑷子10之每一個中的三維空間内。〜 圖7Β係顯示光學鑷子10(阱）熄滅1/3〇秒之後、但在球 有時間自該阱位置散出之前的球之光學組織配置， 適應鐵子模態 在本發明之其他型式中，上述基本光學阱具體實施例可 用於各種有用之方法中。更，其他具體實施例包括可構成 為應用琢等方法以加強光學阱之操作與使用的設備及系 統。特別地’可控制及修飾該等光學畔，且以下將說明運 用這些特徵之各種具體實施例。 光學阱之各種新用途及應用係起因於時變結構及光學醉 架構之動態變化。本發明之一型式中，可較優地以圖8中 所示之方式來操縱一陣列光學阱。在光學系統1〇〇中，繞射 光學元件102係將準直雷射光束104分束成複數個（兩個或更 多）雷射光束106及108。將複數雷射光束1〇6及108中之每一個 皆轉移至一物件平面118中的一分離光學阱。將複數雷射光 束106及108中之每一個皆藉譬如由透鏡114及116形成之望遠 鏡等一習知光學配置的動作而轉移至物鏡112背孔110。物 鏡112將使複數光束106、108中之每一個聚焦於物件平面118 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 531661 A7 B7 五、發明説明（12 ) 中之一分離光學阱132中。本發明之一較佳型式中，一刀口 120係設置成可運動至複數雷射光束106、108之路徑中，因 此得選擇性地阻擋複數雷射光束106、108中任何選定之一 (複數個），以選擇性地防止形成一部份光學阱132。這種方 法及構造係藉由使用適當設計之刀口或具孔口之刀口構造 及相似構造而達成任何需求之光學阱132陣列結構。 圖9中顯示關於這種光學阱控制方法之一圖示，其中光 學阱132係藉由光學元件122之一全息圖型式形成。圖8之可 動式刀口 120可阻擋除了光學阱132之一線124以外的其他所 有部份。藉對稱地移動刀口 120可建立每一複數線124。如 此可系統性地以微粒126填充光學阱132。本方法允許以各 種不同型式之微粒126來填充光學阱132且亦避免微粒126傾 向優先填充一光學阱132陣列外侧部份的典型問題。這種優 先填充將因此阻擋填充光學阱132内部。這種受控制之光學 阱132成型亦容許精確形成及改變光學阱配置。 除了對填充一光學阱132陣列實施詳細控制，亦可提供複 數設備來加速填充光學阱132。譬如，圖8中顯示出指示一 設備之一功能方塊128，其（1 )輸出選定之微粒126(參閱圖 1 0 )，（ 2 )施加微粒126壓力差（經由電泳或電滲），（3 )施加 一溫度梯度及（4 )經由包含有微粒126之一懸浮設備、以相 似於一漁網之方式來移動該整個光學阱132陣列。已藉由試 驗決定，可譬如自大約10·4微米·3之一微粒濃度開始、以大 約100微米/秒之一合理流率在一分鐘時間内填充一列線124 或一陣列圖案地，將微粒134填充至光學阱132中。可藉由 ___J5j_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 531661 A7 p___ —__B7 ___ 五、發明説明（B ) 將孩陣列轉移至一基板上或藉由膠化使微粒126懸浮之流 體’而使一發展完全之微粒126陣列永久不變。這種程序亦 可允許多種不同微粒陣列之結構及微粒126之耦合陣列。藉 使用先前說明之米學阱132特徵及功能，亦可為了運算上之 用途及研％目的而更進一步詳查、成像及操縱每一微粒 126。 在本發明之尚另一型式中，可反應一特殊光學需求而動 怨地改變光學畔132。可藉由使用具有所需指令資訊之一電 腦程式’使得一個或更多光學阱132可在各光學阱位置處修 飾、移除或增加微粒' 或著允許對單一物件之各種操縱， 而得達成1¾光學需求。更，可移動一個或更多光學阱132及 改變其特質（譬如改變該光學阱之外型或強度）以動態操縱 譬如一植物或動物之一細胞等任何物件。這當操縱一細緻 結構或當需要對一物件執行複雜操縱時特別有利。在此之 丽，這種物件係由一單一蠻力掌控而可能傷害該物件或無 法提供通常需用於執行一必須功能之自由度。 此外，在另一程序中，可依尺寸來動態地分類微粒126。 亦可如圖1 〇中所示之方式來成像一陣列微粒126。一顯微 叙138可成像微粒126，及一個人電腦140可識別微粒126且計 算一純相位全息圖以陷獲該等微粒（用於圖8之繞射光學元 件144)。一電腦控制之空間光線調制器143可接著藉施加相 位調制之一圖案至雷射光束144而實施電腦設計之全息圖 142。亦可因任何目的而動態地變化之。經調制之雷射光束 148(亦可參閱圖8中之複數雷射光束106、1〇8)係藉顯微鏡138 _______ -16· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210 X 297公釐) '~'' ----- 531661 A7 B7 五、 發明説明（14 ) 聚焦以生成一陣列光學阱132(亦即鑷子）來陷獲微粒126而顯 示於成像螢幕150上。可再各別地操縱每一微粒126來組成 一所需構造以分類微粒126、或著操縱、檢驗或改變該物件 之外型。 儘管已顯示及說明本發明之具體實施例，然而熟知此項 技藝之人士可清楚了解到，在不脫離此後提供之申請專利 範圍中所提出之本發明更廣泛構想内當可實施各種變更及 修飾。 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

Claims (1)

1. 531661 第〇9〇124527號專利申請案 ^ -專利細修正本(91年η月g知時 六、申請專利範圍 1· 一種可.控制地填充一陣列複數個微粒之方法，其步驟包 括： 提供一微粒源； I 担制一雷射光束之一輪廓，以提供一選定之雷射光束 圖案’以在一陣列中之複數個特定位置處形成複數個光 學阱；及 在時間内改變該雷射光束之輪廓，以在該等光學畔位 置處形成一時變之微粒陣列。 2·如申請專利範圍第1項之方法，其中該改變雷射光束輪 廓之步驟包括施加一繞射光學元件至該雷射光束。 3·如申請專利範圍第2項之方法，其中該繞射光學元件係 由一電腦提供。 4·如申凊專利範圍第1項之方法，其中該改變雷射光束輪 廓之步驟包括施加一時變全息圖控制信號至該雷射光 束。 5·如申請專利範圍第1項之方法，其中該改變雷射光束輪 廓之步驟包括將一部份該雷射光束阻擋於一共軛物件平 面中的步驟。 6·如申請專利範圍第5項之方法，其中該阻擋雷射光束之 步風包括將一刀口插入該雷射光束中。 7·如申請專利範圍第1項之方法，其中該提供一微粒源之 步驟包括藉施加一壓力差而使該等微粒流動通過數個暴 露之該等光學阱。 8·如申睛專利範圍第1項之方法，尚包括永久不變地形成 本紙張尺度適用巾g a家標準(CNs) A视格U鱗297公董) 利範園 ' - 該陣列之步驟。 9·如申明專利|巳圍第8項之方法，其中該永久不變地形成 陣列之步银包括⑷將該陣列轉移至一基板上及（b )膠化 懸浮於該陣列周圍之流體等至少其中之一。 10·如申凊專利範圍第i項之方法，其中該雷射光束係動態 地重新配置之以反應一時變微粒陣列之一光學需求而改 變該陣列。 U·如申請專利範圍第1項之方法，其中該陣列對光學需求 之反應包括（a)至少一該等光學阱之位置改變，（b)至少 一該等光學阱之強度及外型，（c)引入複數個新光學阱 及（d)移除其中一已存在之該等光學阱。 12· —種可控制地操縱一陣列複數個光學阱之方法，其步驟 包括： 提供一雷射光束； 控制該雷射光束之一輪廓，以提供一選定之雷射光束 圖案，以在複數個特定位置處形成複數個光學阱；及 在時間内改變該雷射光束之輪靡，以形成一時變之光 學阱圖案。 13.如中請專利範圍第12項之方法，其中該雷射光束係動態 地重新配置之以反應一光學需求而改變該等光學阱。 14·如申請專利範圍第1 3項之方法，其中該阱陣列係操縱一 用以查驗之生物介質。 15.如申請專利範圍第1 4項之方法，其中該操縱步驟包括控 制一物件之外型。 -2- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(21〇χ297公爱) A8 B8 C8 D8 f /年[/月,7曰修正/ 申請專利範圍 申t專利m第i 3項之方法，其中該光學需求包 像分析。 17·如申叫專利範圍第12項之方法，其中該陣列對光學需求 I反j包括（a)至少一該等光學阱之位置改變，（b)至少 3等光學阱之強度及外型，（C)引入複數個新光學阱 及（d)移除其中一已存在之該等光學阱。 申a專利範圍第1 2項之方法，其中該改變雷射光束輪 廓之步驟包括激活/去激活一繞射光學元件。 申μ專利範圍第1 2項之方法，其中該改變雷射光束輪 摩之步驟包括施加-空間光線調制器至該雷射光束。 申w專利範圍第丨2項之方法，其中該改變雷射光束輪 廊《步驟包括在-共輛平面處使該雷射光束去激活。 21. 如申請專利範圍第12項之方法，其中該改變雷射光束輪 廊I步驟包括施加-時變全息圖控制信號至該雷射光 束。 22. 如申請專利範圍第12項.之方法，其中該改變雷射光束輪 靡之步琢包括將該雷射光束之—部份阻擋於—共輛物件 平面中的一步騾。 23. 如申叫專利範圍第2 2項之方法，其中該阻擋雷射光束之 步驟包括將一刀口插入該雷射光束中。 24·如申請專利範圍第12項之方法，尚包括提供至少一微粒 流通過至少一該等光學阱的步驟。 25·如申請專利範圍第12項之方法，尚包括執行電腦軟體以 實施包含在複數個時間及空間位置上操縱至少一物件之 -3- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公爱ΐ '' :---------- 531661 A8 B8 C8 D8 日修正/辆^ 六、申請專利範圍 一製造.程序的步驟。 26·種用於可控制地操縱一陣列複數個光學阱的設備，其 包括： 一雷射光束之一源； 一控制該雷射光束輪廓之裝置，提供一選定之雷射光 束圖案’以在複數個特定位置處形成複數個光學阱；及 一改變該雷射光束輪廓之裝置，在時間内形成該等光 學阱之一時變之光學阱圖案。 27·如申請專利範圍第2 6項之設備，其中該雷射光束係動態 地重新配置之以反應一光學需求而改變該等光學阱。 28.如申請專利範圍第27項之設備，其中該光學需求包括一 命令序列源，其提供指令來操縱一用以查驗之生物介 質。 29·如申請專利範圍第2 8項之設備，其中該操縱用裝置包括 一空間光線調制器。 30.如申請專利範圍第2 7項之設備，其中該光學需求包括藉 由可執行之電腦分析程式實施的電腦成像檢驗。 31·如申請專利範圍第2 6項之設備，其中該陣列對光學需求 之反應包括以一可執行之電腦程式實施（a)至少一該等 光學阱之位置改變’（b)至少一該等光學阱之強度及外 型，（c)引入複數個新光學阱及（d)移除其中一已存在之 該等光學阱。 32·如申請專利範圍第2 6項之設備，其中該改變雷射光束輪 廓之裝置包括用於激活/去激活一繞射光學元件的一設 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 531661 A8 今/年"月曰修正/更"5#» g D8 申請專利範圍 備。 33.如申請專利範圍第2 6項之設備，其中該改變雷射光束輪 廓之裝置包括用於將一部份該雷射光束阻擋於一共軛物 件平面中的一刀口。 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)