新型單光纖光鑷捕獲特性研究.pdf

1、光纖光鑷以其結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、捕獲范圍大、可滿足多種微操縱實(shí)驗(yàn)研究的需求等優(yōu)點(diǎn)，比傳統(tǒng)光鑷更利于推廣與工程應(yīng)用，且受到人們的廣泛重視。因此本課題對(duì)兩種單光纖光鑷系統(tǒng)進(jìn)行了研究：新型單芯光纖光鑷系統(tǒng)——實(shí)現(xiàn)多微粒同時(shí)捕獲；新型雙芯單光纖光鑷系統(tǒng)——實(shí)現(xiàn)微粒的旋轉(zhuǎn)。 對(duì)于新型單芯光纖光鑷系統(tǒng)，首先構(gòu)造出了特殊的錐形光纖探針結(jié)構(gòu)，然后結(jié)合電磁場(chǎng)動(dòng)量守恒定律與時(shí)域有限差分算法(Finite Difference TimeDomain，

2、FDTD)分析了光纖出射光場(chǎng)和特殊形狀粒子的受力情況，分別討論了不同光纖結(jié)構(gòu)、微粒大小以及折射率條件下，這種新型單光纖光鑷的捕獲效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)中，利用該單光纖光鑷實(shí)現(xiàn)了酵母細(xì)胞的三維捕獲與移動(dòng)，并且利用兩路單光纖光鑷實(shí)現(xiàn)了酵母細(xì)胞在兩個(gè)光勢(shì)阱間的轉(zhuǎn)移與交接。該技術(shù)有利于多個(gè)粒子同時(shí)轉(zhuǎn)移、微制造領(lǐng)域、激光細(xì)胞融合等。 對(duì)于新型雙芯單光纖光鑷系統(tǒng)，同樣地，首先設(shè)計(jì)出了特殊的雙芯光纖探針結(jié)構(gòu)，然后采用光束傳播法(Beam Propagat