單光纖光鑷技術研究.pdf

1、本課題對光纖光鑷的一種——單光纖光鑷進行了系統(tǒng)的研究。單光纖光鑷簡單易用、成本低，比傳統(tǒng)光鑷更利于推廣與工程應用。本文首先探討了單光纖光鑷實現(xiàn)的可能性，將電磁場動量守恒定律與FDTD方法結合，使得光纖光場的計算與光阱力計算聯(lián)系起來，利用這種方法能夠對任意形狀光纖出射光場和特殊形狀粒子的受力情況進行分析，從而解決了單光纖光鑷計算上的難題。分析了不同形狀光纖端出射光場，討論了錐角與出射光斑的關系，系統(tǒng)分析了構成單光纖光勢阱的諸要素，總結出了

2、單光纖出射光場構成三維光勢阱的條件。 詳細講述了單光纖光鑷中所用光纖針的制備方法，搭建了實用化的單光纖光鑷系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)可以方便地實現(xiàn)多種光纖光鑷方案，并最終實現(xiàn)了三種基于不同光纖針形式單光纖光鑷，利用單光纖光鑷實現(xiàn)了酵母細胞的三維捕獲與移動，利用兩路拋物線型單光纖光鑷實現(xiàn)了酵母細胞在兩個光勢阱間的轉移與交接以及空間狀態(tài)的調整，實現(xiàn)了酵母細胞在水中布朗運動的觀測和布朗運動力的測量。測量了多種單光纖光鑷的最大光阱力與光功率的關系