光纖光鑷設備的制備與研究.pdf

1、光鑷發(fā)明到今年剛過25年。這個新生的技術已經(jīng)發(fā)揮了令人稱奇的作用，在物理、化學、材料、生命科學等諸多領域得到廣泛應用。特別是僅10年以來，利用光鑷結合生物化學手段，科學家們在生命起源、生命活動機理的研究中高歌猛進。而在傳統(tǒng)的原子束縛、凝聚態(tài)等高精尖物理研究領域，光鑷依然作用不可替代。
　　光纖的雛形已經(jīng)有一百多年的歷史了，伴隨激光誕生，光纖的技術和應用煥發(fā)了青春，20世紀的后20年，光纖通信呈現(xiàn)爆炸式增長。光纜、寬帶成為人們的家常

2、便飯。而工業(yè)生產(chǎn)的大規(guī)模應用，使得光纖的制造和使用成本呈現(xiàn)e指數(shù)衰減的趨勢。在科研領域，低損耗、寬帶寬已經(jīng)不能夠滿足足夠的需求，傳導各種各樣特殊模式的光纖也紛紛進入眼簾。在光鑷領域的應用，光纖明顯滯后于時代的步伐，1993年，國際上才有了第一例報道用特殊方向的光纖束縛住微米粒子，從此，人們意識到光纖光鑷，擁有多么廣闊的空間，甚至有人斷言:光鑷微型化就指望光纖了！進入21世紀以后，研究各種芯徑、材料、缺陷的光纖對光場的傳導，將之應用于光鑷

3、領域的報道開始逐漸增多
　　本文主要在回顧了光鑷發(fā)展歷史以及具有代表性的最新光鑷研究方向之后，集中討論了光纖光鑷的形成原理和基本設備，并在第四章中仔細討論了粒子在不同形狀的光纖輸出端形成光場中的受力情況，以及該形狀光纖的制作方法、裝置和參數(shù)。在重復的調(diào)研基礎上，利用現(xiàn)有條件，設計、實現(xiàn)了熱熔拉、切割、化學腐蝕等部分光纖端面加工制作方法，形成了平端面光纖（傾角達到0.5mrad以下），圓錐端面以及復雜錐體的端面，最大錐角已經(jīng)達到31

4、°以上，并且能夠用單光纖直接捕獲到微米粒子和生物細胞。
　　在第三章中，我們基于光纖光鑷輕便靈活的特點，設計了一套光纖耦合激光的正交光鑷系統(tǒng)，利用傳統(tǒng)半導體小光鑷輔助，在光鑷側面上探測光鑷俘獲信號，特別使用了活的人血紅細胞作為樣品，為研究活體的正交光鑷研制提供借鑒。同時，基于本人曾經(jīng)作為光力學實驗助教的背景，在教學系統(tǒng)開發(fā)方面做出了嘗試，用人血紅細胞進行翻轉和雙光鑷操控，初步形成了教學實驗系統(tǒng)的整機，為更好的演示光力學效應，提供比