基于多芯光纖的渦旋力勢(shì)阱及其特性研究.pdf

1、Ashkin首次利用光阱力捕獲并操縱微粒以來(lái)，光鑷技術(shù)得到長(zhǎng)足發(fā)展，特別是在生物學(xué)領(lǐng)域因其非接觸、無(wú)損傷等特點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)光鑷無(wú)法對(duì)粒子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作，而光學(xué)扳手在捕獲粒子的同時(shí)還能對(duì)粒子進(jìn)行額外三個(gè)自由度的旋轉(zhuǎn)，在微馬達(dá)領(lǐng)域有很大的應(yīng)用潛力，是對(duì)光鑷的進(jìn)一步拓展。
　　普通的光學(xué)扳手通過(guò)吸收轉(zhuǎn)移光子角動(dòng)量而獲得旋轉(zhuǎn)，對(duì)光功率要求高，且對(duì)生物粒子損傷性較大。本論文設(shè)計(jì)了新型的可以產(chǎn)生渦旋光學(xué)勢(shì)阱的多芯光纖光學(xué)微扳手，并對(duì)其進(jìn)行

2、了仿真，表明光纖光學(xué)扳手具有成本低，節(jié)省物理空間，旋轉(zhuǎn)效率較高，對(duì)粒子損傷小的優(yōu)點(diǎn)。其產(chǎn)生的渦旋光學(xué)勢(shì)阱的捕獲效率與旋轉(zhuǎn)效率主要與激光功率、旋轉(zhuǎn)角、纖芯數(shù)、工作距離等因素有關(guān)。具體來(lái)說(shuō)，旋轉(zhuǎn)效率與激光功率呈線性關(guān)系，與旋轉(zhuǎn)角呈類(lèi)似正弦的關(guān)系，纖芯數(shù)目越多，旋轉(zhuǎn)效率越高，工作距離越短，光學(xué)勢(shì)阱效果越好。
　　論文主要包含五部分內(nèi)容。第一章主要介紹了光鑷及光學(xué)扳手的發(fā)展與研究現(xiàn)狀。第二章介紹了光學(xué)扳手的原理，主要分為自旋角動(dòng)量、軌道角