單光纖光鑷的FDTD模擬分析及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì).pdf

1、光鑷又稱單光束粒子阱，它是由高度匯聚的單束激光形成的，可彈性地捕獲從幾納米到幾十微米的生物大分子微粒(球)、細(xì)胞器等，并在基本不影響周圍環(huán)境的情況下對(duì)捕獲物進(jìn)行非接觸性、無損傷活體操作。光纖光鑷是將光纖引入光鑷系統(tǒng)代替顯微物鏡形成匯聚光束，來捕獲和牽引微粒運(yùn)動(dòng)，大大提高了操縱的自由度及靈活度。
　　論文內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：
　　首先，對(duì)光鑷原理進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述，分別從光動(dòng)量，光壓，光鑷產(chǎn)生的梯度力、散射力等不同層面進(jìn)行

2、分析，說明光鑷捕獲粒子的作用過程。
　　其次，詳細(xì)介紹了FDTD的基本原理、Yee元胞和FDTD基本方程并用時(shí)域有限差分法(FDTD),仿真模擬了光纖光鑷軸錐角和工作距離關(guān)系及捕獲力大小和軸錐角的關(guān)系，模擬結(jié)果與相關(guān)文件報(bào)道的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符合。
　　最后，在理論分析的基礎(chǔ)上，對(duì)單光纖光鑷的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了整體設(shè)計(jì)，對(duì)其所組成各部分的基本功能及參數(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)地設(shè)計(jì)和說明。所設(shè)計(jì)的光纖光鑷實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在生命科學(xué)與生物技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域具有十