近場光纖鑷?yán)碚撆c捕獲特性研究.pdf

1、目前，科技迅猛發(fā)展，科研領(lǐng)域不斷深入，諸多科研人員將目光放眼于微觀領(lǐng)域。特別是在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，對單分子水平的操作顯得尤為重要。因而，近年來，近場光鑷技術(shù)以其自身的獨特優(yōu)點，突破了遠(yuǎn)場光鑷所受到的顯微物鏡尺寸和光學(xué)衍射極限的限制等不足，成為研究微觀領(lǐng)域的有力工具之一。因此，為了發(fā)展功能更加完善的近場光鑷系統(tǒng)，本課題在現(xiàn)有近場光鑷模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有模型的不足，研究一種基于雙芯光纖的近場光纖光鑷。
　　 雙芯光纖近場光鑷系統(tǒng)將雙芯

2、光纖與全內(nèi)反射原理相結(jié)合，在光纖端面形成倏逝場，利用該倏逝場對物體實現(xiàn)捕獲操作。利用雙芯光纖構(gòu)成的近場光鑷，相向傳輸?shù)南喔晒獐B加構(gòu)成捕獲區(qū)域，干涉效應(yīng)使得光強增加的同時捕獲空間進一步縮小，而且該系統(tǒng)可以實現(xiàn)近場光鑷及其操縱與顯微觀察系統(tǒng)有效分離。同時，近場光纖光鑷加工方法簡單，具有可重復(fù)性。
　　 對于雙芯光纖的近場光纖光鑷，首先需要按照一定的角度將雙芯光纖研磨成圓錐臺結(jié)構(gòu)，然后在光纖錐面上鍍上高反射率的金屬膜。對于圓錐臺結(jié)構(gòu)的

3、雙芯光纖構(gòu)成的近場光纖光鑷系統(tǒng)，本文采用二維時域有限差分法對光纖端面的出射光場進行了仿真分析，并結(jié)合有限元法計算了微米尺寸的粒子所受到的光阱力。分別討論了不同形狀光纖端面的出射光場以及不同的入射角、兩光束存在相位差時，出射光場的分布情況。同時又分別計算了不同尺寸的粒子在光場中同一位置時的縱向光阱力分布情況、同一尺寸粒子在距離光纖端面不同距離時橫向光阱力的分布情況以及同一尺寸粒子在不同入射角條件下的橫向光阱力分布情況。通過仿真和計算，在理