基于微錐結構的光纖微光學技術及其應用.pdf

1、自從微細加工技術發(fā)展以來，微米尺度的光學表面結構被不斷地設計制作出來并應用于醫(yī)療、通信、電子等各個領域，在光學這個學科上就此誕生了微光學這個前沿學科分支。微光學是研究尺度在微米量級上的光學功能器件以及表面微結構，而光纖又可以使光路變得簡單易于使用，將光纖與微光學技術結合能夠進一步擴大微光學的應用領域。
　　本論文著重對光纖微光學元件尤其是光纖錐結構進行了理論分析和數(shù)值仿真，并研究制備工藝實際加工出了高精度的光纖錐結構，通過光纖錐結

2、構良好的準貝塞爾光束聚焦特性，本文成功地將其應用在了激光直寫、激光二極管耦合、光鑷、亞波長聚焦領域，為光纖微光學的應用和發(fā)展做出貢獻。
　　本論文主要有一下內容:
　　首先，本文簡單介紹了光纖微光學技術的課題背景和發(fā)展歷程，重點敘述了其中光纖錐結構產生準貝塞爾光束的聚焦特性。
　　其次，本文對光纖微錐結構的聚焦過程做了理論推導并進行了數(shù)值仿真，并簡單的介紹了現(xiàn)有的微錐結構加工方法，選用機械研磨法實際制作了高精度的光纖微

3、錐結構，并對出射光束進行了測量，為下一步的實際應用打下基礎。
　　再次，本文詳細闡述了基于磨錐光纖的激光直寫技術制作微型錐透鏡的制備過程，實現(xiàn)快速高精度的制作微錐透鏡，并分析了再制備過程中磨錐光纖角度、磨錐光纖與UV樹脂間距、紫外激光功率及曝光時間對成型微透鏡的影響，成功應用該技術實現(xiàn)微透鏡陣列和光纖微透鏡的制作。
　　然后，本文簡單分析了激光二極管與光纖耦合的現(xiàn)狀，總結對比了現(xiàn)階段常見的幾種耦合方式的效率及優(yōu)缺點，提出使用

4、激光直寫方法制作光纖微透鏡用于激光二極管耦合，并詳細描述了在Zemax中建立模型進行仿真的過程，介紹了光纖微透鏡的制作流程，并對實際耦合效率進行了測量及優(yōu)化，實現(xiàn)了最高最高53.5％的耦合效率。
　　接著，本文介紹了光鑷的研究現(xiàn)狀，分析了空間型光鑷和光纖型光鑷的各自優(yōu)缺點，本文結合了LP21模式的彎曲無關性和旋轉線性特性以及光纖錐結構優(yōu)良的聚焦性能，搭建了新型的四斑光鑷系統(tǒng)，并突破性地實現(xiàn)了光纖光鑷對生物細胞低損傷的捕獲、移動和旋