近場(chǎng)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(duì)單分子水平的操作顯得尤為重要。因而，近年來(lái)，近場(chǎng)光鑷技術(shù)以其自身的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，突破了遠(yuǎn)場(chǎng)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(chǎng)光鑷系統(tǒng)，本課題在現(xiàn)有近場(chǎng)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(chǎng)光纖光鑷。
　　 雙芯光纖近場(chǎng)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(chǎng)，利用該倏逝場(chǎng)對(duì)物體實(shí)現(xiàn)捕獲操作。利用雙芯光纖構(gòu)成的近場(chǎng)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(qiáng)增加的同時(shí)捕獲空間進(jìn)一步縮小，而且該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)近場(chǎng)光鑷及其操縱與顯微觀察系統(tǒng)有效分離。同時(shí)，近場(chǎng)光纖光鑷加工方法簡(jiǎn)單，具有可重復(fù)性。
　　 對(duì)于雙芯光纖的近場(chǎng)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(tái)結(jié)構(gòu)，然后在光纖錐面上鍍上高反射率的金屬膜。對(duì)于圓錐臺(tái)結(jié)構(gòu)的

3、雙芯光纖構(gòu)成的近場(chǎng)光纖光鑷系統(tǒng)，本文采用二維時(shí)域有限差分法對(duì)光纖端面的出射光場(chǎng)進(jìn)行了仿真分析，并結(jié)合有限元法計(jì)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(chǎng)以及不同的入射角、兩光束存在相位差時(shí)，出射光場(chǎng)的分布情況。同時(shí)又分別計(jì)算了不同尺寸的粒子在光場(chǎng)中同一位置時(shí)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(shí)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(guò)仿真和計(jì)算，在理