摘要
声波具有良好的穿透性与较广的波长范围,能够突破传统光镊、磁镊、微流控技术的操控颗粒尺寸限制,因此非接触超声操控技术成为研究热点之一.为克服传统驻波声镊的应用局限性,深入探讨基于单面全息声镊系统实现的毫米级颗粒轨迹操控技术.根据Twin声阱模型提出求解相应相位矩阵的快速实现算法,以保证后续轨迹操控的实时性;根据被控颗粒受力模型及自平衡时长设定轨迹操控策略,以保证操控的稳定性;为确保声镊系统驱动信号的同步性,基于处理器FPGA设计相应复用电路;为提升实际轨迹的准确性,基于FPGA实时视觉测量功能实现闭环反馈.实验通过所设计的声镊系统成功完成直径3mm聚苯乙烯小球的正方形轨迹移动操控.结果表明,所提出系统声场生成和视觉检测计算效率高,轨迹操控快速同步,实时可靠,轨迹形状与目标轨迹一致性好.
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