光纖光鑷設(shè)備的制備與研究.pdf

1、光鑷發(fā)明到今年剛過25年。這個(gè)新生的技術(shù)已經(jīng)發(fā)揮了令人稱奇的作用，在物理、化學(xué)、材料、生命科學(xué)等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。特別是僅10年以來，利用光鑷結(jié)合生物化學(xué)手段，科學(xué)家們?cè)谏鹪础⑸顒?dòng)機(jī)理的研究中高歌猛進(jìn)。而在傳統(tǒng)的原子束縛、凝聚態(tài)等高精尖物理研究領(lǐng)域，光鑷依然作用不可替代。
　　光纖的雛形已經(jīng)有一百多年的歷史了，伴隨激光誕生，光纖的技術(shù)和應(yīng)用煥發(fā)了青春，20世紀(jì)的后20年，光纖通信呈現(xiàn)爆炸式增長。光纜、寬帶成為人們的家常

2、便飯。而工業(yè)生產(chǎn)的大規(guī)模應(yīng)用，使得光纖的制造和使用成本呈現(xiàn)e指數(shù)衰減的趨勢(shì)。在科研領(lǐng)域，低損耗、寬帶寬已經(jīng)不能夠滿足足夠的需求，傳導(dǎo)各種各樣特殊模式的光纖也紛紛進(jìn)入眼簾。在光鑷領(lǐng)域的應(yīng)用，光纖明顯滯后于時(shí)代的步伐，1993年，國際上才有了第一例報(bào)道用特殊方向的光纖束縛住微米粒子，從此，人們意識(shí)到光纖光鑷，擁有多么廣闊的空間，甚至有人斷言:光鑷微型化就指望光纖了！進(jìn)入21世紀(jì)以后，研究各種芯徑、材料、缺陷的光纖對(duì)光場的傳導(dǎo)，將之應(yīng)用于光鑷

3、領(lǐng)域的報(bào)道開始逐漸增多
　　本文主要在回顧了光鑷發(fā)展歷史以及具有代表性的最新光鑷研究方向之后，集中討論了光纖光鑷的形成原理和基本設(shè)備，并在第四章中仔細(xì)討論了粒子在不同形狀的光纖輸出端形成光場中的受力情況，以及該形狀光纖的制作方法、裝置和參數(shù)。在重復(fù)的調(diào)研基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)有條件，設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)了熱熔拉、切割、化學(xué)腐蝕等部分光纖端面加工制作方法，形成了平端面光纖（傾角達(dá)到0.5mrad以下），圓錐端面以及復(fù)雜錐體的端面，最大錐角已經(jīng)達(dá)到31

4、°以上，并且能夠用單光纖直接捕獲到微米粒子和生物細(xì)胞。
　　在第三章中，我們基于光纖光鑷輕便靈活的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一套光纖耦合激光的正交光鑷系統(tǒng)，利用傳統(tǒng)半導(dǎo)體小光鑷輔助，在光鑷側(cè)面上探測光鑷俘獲信號(hào)，特別使用了活的人血紅細(xì)胞作為樣品，為研究活體的正交光鑷研制提供借鑒。同時(shí)，基于本人曾經(jīng)作為光力學(xué)實(shí)驗(yàn)助教的背景，在教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)方面做出了嘗試，用人血紅細(xì)胞進(jìn)行翻轉(zhuǎn)和雙光鑷操控，初步形成了教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的整機(jī)，為更好的演示光力學(xué)效應(yīng)，提供比