环形光束光镊的研究

【摘要】光镊(opticaltweezers)是一种利用高度会聚的激光束产生力学效应捕获和操纵微粒的装置。从其发明以来就以非直接接触,对微粒、有生命的细胞及细胞器无损伤操控等特点广泛应用于各领域,特别是生命科学领域。光镊应用中,环形光束相比于传统的高斯单光束,具有可捕获低折射率粒子、光热损伤小、能实现对多个微观粒子的控制、轴向捕获范围增大等优点。本论文在系统地介绍了光镊的产生、发展、原理和构成等的基础上,着重研究了环形光束光镊,主要完成了以下工作：1.介绍了环形光束的种类、主要参数与几种产生方法。2.详细介绍了锥镜产生环形光束的原理,并用几何光学理论和MATLAB数值模拟的方法分析了锥镜产生的环形光束通过最简单的双透镜系统后的传播规律。3.实验验证了锥镜产生环形光束经过双透镜后传播特性理论分析结果的正确性。4.假设将环形光束引入光镊系统中,数值计算了不同占空比环形光束的捕获效率,从而证明了环形光束相比于传统的高斯单光束具有轴向捕获效率高的优点,并得到一个对轴向捕获效率提高最大的最佳占空比。5.进行了环形光束光镊初步实验,实现了对多个酵母细胞的同时捕获。
【作者】计科；
【导师】门克内木乐；
【作者基本信息】内蒙古大学，物理电子学，2013，硕士
【关键词】光镊；环形光束；锥镜；几何光学；

【参考文献】
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