[发明专利]一种基于斜光线环形光场的阶跃多模光纤光镊

权利要求书

1.一种基于斜光线环形光场的阶跃多模光纤光镊，其特征在于：包括光源(1)、单模光纤(2)和阶跃多模光纤(4)，阶跃多模光纤的末端设置捕获镊头(6)；光源光耦合注入单模光纤中，单模光纤给阶跃多模光纤斜入射注光，阶跃多模光纤中光线以斜光线的形式螺旋向前传输并构成环形光场，环形光在捕获镊头(6)端面全反射汇聚，产生强光阱力；所述光纤光镊还包括斜入射调节装置I(3-1)和斜入射调节装置II(3-2)，所述斜入射调节装置II水平夹持阶跃多模光纤，斜入射调节装置I斜方位夹持单模光纤。

2.根据权利要求1所述的一种基于斜光线环形光场的阶跃多模光纤光镊，其特征在于：所述捕获镊头通过以下方法获得：截取一段长为2m、外包层直径为125μm，纤芯直径105μm的阶跃折射率多模光纤，在其两端利用米勒钳去除涂覆层2cm，用无纺布蘸取酒精擦拭干净，并使用光纤切割刀将其端面切割平整，将切平的阶跃折射率多模光纤夹装在光纤研磨系统上；下压光纤，使其与研磨盘成37.5°的倾角，用8000目砂纸进行光纤自转同步研磨；当研磨深度到34.5μm时，上抬光纤，更换12000目砂纸抛光光纤磨制面2小时，保证光纤斜面完全平整；将980nm激光器激光注入单模光纤，单模光纤斜入射至多模光纤注光，斜入射的方法消除纤芯中的子午光线，构造完全由斜光线构成的环形光场，多模光纤中传输的斜光线组成的环形光场在研磨圆锥台结构反射汇聚后，产生光强梯度场，构造成强光阱力单光纤光镊，用于捕获单细胞或飞升级微液滴。

3.根据权利要求1所述的一种基于斜光线环形光场的阶跃多模光纤光镊，其特征在于：所述斜入射调节装置I包括用于调整单模光纤在水平位置上位置的X轴调节部分I、用于调整单模光纤在竖直位上位置的Y轴调节部分I和用于调节单模光纤出射光出射角度的转盘转动调节部分I。

4.根据权利要求3所述的一种基于斜光线环形光场的阶跃多模光纤光镊，其特征在于：所述斜入射调节装置II包括用于调整阶跃多模光纤的入射段在水平位置上位置的X轴调节部分II、用于调整阶跃多模光纤的入射段在竖直位上位置的Y轴调节部分II和用于调节阶跃多模光纤入射段角度的转盘转动调节部分II。

5.根据权利要求1所述的一种基于斜光线环形光场的阶跃多模光纤光镊，其特征在于：所述光源为980nm激光器，耦合至980nm单模光纤后，最大输出功率大于400mW。

6.根据权利要求1所述的一种基于斜光线环形光场的阶跃多模光纤光镊，其特征在于：所述阶跃多模光纤为玻璃包层阶跃折射率多模光纤，数值孔径0.22，光纤芯径105μm，包层直径125μm。

7.根据权利要求1所述的一种基于斜光线环形光场的阶跃多模光纤光镊，其特征在于：所述单模光纤为980nm单模光纤，数值孔径0.2，980nm对应模场直径4.2μm，芯径3.6μm，包层直径125μm，前端通过耦合透镜与980nm光源耦合。

8.根据权利要求1所述的一种基于斜光线环形光场的阶跃多模光纤光镊，其特征在于：该光纤光镊还包括微操手(5)，所述微操手用于调节多模阶跃光纤末段的位置。