血紅細(xì)胞的橫向光阱力及光驅(qū)動(dòng)雙折射微粒的研究.pdf

1、從20世紀(jì)30年代人們就開(kāi)始探索實(shí)現(xiàn)光致旋轉(zhuǎn)的方法。光鑷出現(xiàn)后，利用光鑷來(lái)研究光致旋轉(zhuǎn)得到了人們的關(guān)注。光致旋轉(zhuǎn)可實(shí)現(xiàn)對(duì)微粒的角向操縱，這是在光鑷對(duì)微粒的三維操作基礎(chǔ)上又增加了一維角向的操縱，對(duì)微操縱的應(yīng)用具有重要意義。利用光鑷研究光致旋轉(zhuǎn)的優(yōu)點(diǎn)在于光鑷對(duì)粒子的無(wú)機(jī)械接觸的捕獲和懸浮的功能，避免了粒子與樣品池底面或其他粒子的接觸，從而避免了它們引起的阻力和干擾。
　　課題內(nèi)容包括光鑷和光致旋轉(zhuǎn)效應(yīng)的原理、橫向光阱力和光扭矩的定量計(jì)

2、算和數(shù)值仿真、對(duì)血紅細(xì)胞和雙折射粒子的實(shí)驗(yàn)研究。
　　首先，在光阱力的定量計(jì)算方面，對(duì)血紅細(xì)胞受到的橫向光阱力進(jìn)行了理論計(jì)算和數(shù)值仿真，根據(jù)仿真結(jié)果討論了光鑷實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的各參數(shù)與光阱力的關(guān)系。
　　其次，從理論上分析了偏振光束與雙折射晶體粒子的相互作用機(jī)制，并分別討論了由于光束自旋角動(dòng)量和軌道角動(dòng)量向雙折射晶體粒子的傳遞所導(dǎo)致的光致旋轉(zhuǎn)效應(yīng)的原理。在給定參數(shù)條件下，對(duì)光扭矩進(jìn)行了數(shù)值仿真，根據(jù)仿真結(jié)果，討論了微粒半徑大小和光軸

3、取向等參數(shù)對(duì)光扭矩的影響。
　　最后，根據(jù)理論研究結(jié)果，利用光鑷裝置，選擇了合適的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，對(duì)血紅細(xì)胞受到的光阱力進(jìn)行了測(cè)量，并分析了誤差因素。又對(duì)雙折射粒子進(jìn)行了光致旋轉(zhuǎn)研究，測(cè)量了在偏振光的作用下微粒的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率，畫出了微粒轉(zhuǎn)動(dòng)頻率和激光功率的關(guān)系曲線。
　　光鑷中微粒的光致旋轉(zhuǎn)不但是一種有效的微機(jī)械馬達(dá),而且可以把旋轉(zhuǎn)著的粒子操作到另外一個(gè)粒子附近帶動(dòng)這個(gè)粒子轉(zhuǎn)動(dòng),從而為光驅(qū)動(dòng)微機(jī)械馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)研究和實(shí)際應(yīng)用提供了一種有效