本文關(guān)鍵詞：基于倏逝場的微納光纖光鑷的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近場光鑷對微粒亞接觸、無損傷、無污染的操縱，已經(jīng)成為細(xì)胞生物學(xué)、微小力測量、微納米器件加工等眾多領(lǐng)域重要的研究工具，尤其在生物領(lǐng)域，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對細(xì)胞、病毒、細(xì)菌和DNA分子的研究。從分辨率和靈敏度的角度來看，近場光鑷是最有前景的操縱方法之一。因此，對近場光鑷的研究至關(guān)重要。本文圍繞微納光纖近場光鑷展開深入的研究。 首先介紹了近場光鑷近四十年的發(fā)展現(xiàn)狀，并且比較了不同類型近場光鑷的優(yōu)缺點(diǎn)。同時，從光輻射壓力和光場梯度力出發(fā)闡述了光鑷的基本工作原理，，并分別對三種不同尺寸的微粒建立了相對應(yīng)的計算模型。 根據(jù)表面活性劑的功能和應(yīng)用領(lǐng)域，選擇陰離子表面活性劑作為聚苯乙烯微球的分散劑，克服了微球在溶液中團(tuán)簇、不穩(wěn)定的難題。此外，利用COMSOLMultiphysics和MATLAB軟件對微納光纖的倏逝場進(jìn)行仿真分析。同時，對離光纖表面不同距離的倏逝場強(qiáng)度給出定量的大小，為實(shí)驗(yàn)提供理論依據(jù)。 最后，對纖芯直徑為2μm的微納光纖光鑷進(jìn)行性能測試。文章強(qiáng)調(diào)了激光光源的選取，微納光纖的制備、聚苯乙烯微球的分散、耦合效率的提高這幾個實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵細(xì)節(jié)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果不僅證實(shí)了光作用力對微球的平衡作用，而且在光纖錐區(qū)倏逝場的作用下成功捕獲微球，微球沿著光纖的運(yùn)動速度達(dá)到5.3μm/s。這為微納光纖近場光鑷在生物領(lǐng)域的應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：近場光鑷 倏逝場 微納光纖光鑷 聚苯乙烯微球
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH79
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 近場光鑷的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-17
• 1.3 本文主要內(nèi)容及章節(jié)安排17-19
• 第二章 光鑷的原理19-29
• 2.1 光鑷原理介紹19-21
• 2.1.1 光輻射壓力19-20
• 2.1.2 光場的梯度力20-21
• 2.2 光作用力的計算21-28
• 2.2.1 米氏粒子21-24
• 2.2.2 瑞利粒子24-26
• 2.2.3 中間情況26-28
• 2.3 本章小結(jié)28-29
• 第三章 表面活性劑29-35
• 3.1 表面活性劑介紹29-30
• 3.2 表面活性劑的分類方法及功能30-34
• 3.2.1 表面活性劑的分類方法30-32
• 3.2.2 表面活性劑的分散作用32-34
• 3.3 本章小結(jié)34-35
• 第四章 微納光纖倏逝場的仿真35-49
• 4.1 有限元法35-36
• 4.2 COMSOL Multiphysics 4.3b 數(shù)值仿真界面36-39
• 4.3 微納光纖倏逝場39-47
• 4.3.1 倏逝場39-43
• 4.3.2 微納光纖倏逝場的仿真分析43-45
• 4.3.3 微納光纖表面倏逝場強(qiáng)度45-47
• 4.4 本章小結(jié)47-49
• 第五章 微納光纖光鑷的測試49-56
• 5.1 微納光纖光鑷實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)49-54
• 5.1.1 激光光源的選取49-50
• 5.1.2 微納光纖的制備50-52
• 5.1.3 聚苯乙烯微球的分散52-53
• 5.1.4 耦合效率的提高53-54
• 5.2 微納光纖光鑷性能測試54-55
• 5.3 本章小結(jié)55-56
• 第六章 工作總結(jié)與展望56-58
• 6.1 工作總結(jié)56-57
• 6.2 工作展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況63-64
• 致謝64-65

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 吳豐順;何敬強(qiáng);吳懿平;安兵;王佳;張金松;;各向異性導(dǎo)電膠膜用單分散聚苯乙烯微球的合成[J];功能材料;2006年11期

2 祝生祥;傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡與近場光學(xué)顯微鏡[J];光學(xué)儀器;2000年06期

3 嚴(yán)英占;吉U

本文編號：358141