基于多芯光纖的渦旋力勢阱及其特性研究.pdf

1、Ashkin首次利用光阱力捕獲并操縱微粒以來，光鑷技術(shù)得到長足發(fā)展，特別是在生物學領域因其非接觸、無損傷等特點得到廣泛應用。傳統(tǒng)光鑷無法對粒子進行旋轉(zhuǎn)操作，而光學扳手在捕獲粒子的同時還能對粒子進行額外三個自由度的旋轉(zhuǎn)，在微馬達領域有很大的應用潛力，是對光鑷的進一步拓展。
　　普通的光學扳手通過吸收轉(zhuǎn)移光子角動量而獲得旋轉(zhuǎn)，對光功率要求高，且對生物粒子損傷性較大。本論文設計了新型的可以產(chǎn)生渦旋光學勢阱的多芯光纖光學微扳手，并對其進行

2、了仿真，表明光纖光學扳手具有成本低，節(jié)省物理空間，旋轉(zhuǎn)效率較高，對粒子損傷小的優(yōu)點。其產(chǎn)生的渦旋光學勢阱的捕獲效率與旋轉(zhuǎn)效率主要與激光功率、旋轉(zhuǎn)角、纖芯數(shù)、工作距離等因素有關(guān)。具體來說，旋轉(zhuǎn)效率與激光功率呈線性關(guān)系，與旋轉(zhuǎn)角呈類似正弦的關(guān)系，纖芯數(shù)目越多，旋轉(zhuǎn)效率越高，工作距離越短，光學勢阱效果越好。
　　論文主要包含五部分內(nèi)容。第一章主要介紹了光鑷及光學扳手的發(fā)展與研究現(xiàn)狀。第二章介紹了光學扳手的原理，主要分為自旋角動量、軌道角