[发明专利]一种阵列光纤光镊锥角的保护装置和安装方法

说明书

本发明为一种阵列光纤光镊锥角的保护装置和安装方法，本装置包括导管、外套筒和内滑筒，前端接导管的内滑筒位于外套筒内与之螺纹连接。外套筒两端分别嵌有保护环和支撑环。阵列光纤光镊锥角和平行石英管位于导管内，石英管尾部固接于支撑环。安装方法为导管与内滑筒固接为一号组合件；外套筒与保护环固接为二号组合件；一号组合件的导管从二号组合件的一端插入，内滑筒旋进外套筒内，为三号组合件；支撑环嵌入外套筒另一端；石英管尾部裸光纤束从导管前端穿入，从支撑环穿出，光镊尾部固接于支撑环内。本发明装置内滑筒在外套筒内转动且沿轴向平移，导管随之前后移动，锥角被保护或伸出。光镊锥角被完美保护，且使用方便。

技术领域

本发明涉及一种阵列光纤光镊的使用技术领域，具体涉及一种阵列光纤光镊锥角的保护装置和安装方法。

背景技术

由于传统光镊具有体积大、工作距离短，不易实现多光镊操作等缺点，使其难以得到更广泛的应用。光纤光镊克服了上述缺点并以结构简单，价格便宜，传输光路柔性强及捕获范围大等优点，越来越受到人们的广泛重视。光纤光镊系统是利用经处理的光纤端面出射的激光束来实现对粒子的微操纵。与基于显微镜的光镊系统相比，光纤形成的光阱操纵灵活，能够自由移动被捕获的生物样品。微操纵系统简单适用，光纤可以深入到样品池中形成光阱，大大提高了光阱捕陷范围。捕陷光学系统从观察光学系统中分离出来，使得在系统中添加激光束计量和光谱仪等测量设备有了较大的自由度。光纤光镊的激光输入端与带尾纤的半导体二极管激光器进行光纤活动连接，无需外部光学系统，结构特别简单。另外，半导体二极管激光器可以快速开关和调制，满足激光多种微操纵实验研究的需要。

目前已出现的单光纤光镊，只能对一个微粒进行操控，而需要同时对多个微粒进行操控时，必须采用阵列型光纤光镊。在生物及医学研究中，许多情况下需要同时对多个细胞微粒进行操控，故研制参数优化的阵列型光纤光镊有着现实的必要性。

通过光纤熔融拉锥(FBT-Fused Biconical Taper)工艺拉制的阵列光纤光镊，采用的石英管完美的约束光纤束，拉锥后得到阵列光纤光镊的光纤紧密排列，各光纤相对于阵列光纤光镊中心线对称，效率和质量显著提高。熔融拉锥阵列光纤光镊面临的主要问题是光镊锥角的合理保护，在满足保护的同时又便于日常使用。但是拉锥后得到的阵列光纤光镊前端的锥角为细小的尖角，稍磕碰就极易损坏，使用时需十分小心，给操作带来不便。

发明内容

本发明的目的是提供一种阵列光纤光镊锥角的保护装置，其包括导管、外套筒和内滑筒，阵列光纤光镊锥角和拉锥后的平行石英管位于导管内，导管与内滑筒固定连接，外套筒和内滑筒的相对运动，可使阵列光纤光镊锥角伸出导管以便使用，或者缩回导管内以便被保护。

本发明的另一目的是提供一种阵列光纤光镊锥角的保护装置的安装方法，阵列光纤光镊的石英管尾部与外套筒中的支撑环固定连接，实现内滑筒在外套筒内移动时带动导管移动，使阵列光纤光镊锥角伸出或缩回导管。

本发明提供的一种阵列光纤光镊锥角的保护装置，所述阵列光纤光镊为拉锥成型的阵列光纤光镊，包括依次连接的阵列光纤光镊锥角、平行石英管、锥形石英管和石英管尾部，通过光纤熔融拉锥(FBT-Fused Biconical Taper)工艺拉制后的光纤束被石英管约束于锥角内，相对于阵列光纤光镊中心线对称，带涂覆层的裸光纤束留在石英管尾部之外。

所述阵列光纤光镊锥角的保护装置包括导管、外套筒和内滑筒，三者中心线为同一直线。导管为硬质材料的中空管，最佳方案为不锈钢管，其内径为阵列光纤光镊石英管尾部外径+(0.1～0.5mm)，其长度为平行石英管长度+光镊锥角长度-(3～6mm)。

外套筒的内螺纹与内滑筒的外螺纹相配合且二者啮合，外套筒的螺纹内径与内滑筒的螺纹外径相同，为2～3mm，内滑筒位于外套筒内、二者相对旋转且沿轴向平移。内滑筒的内径为光镊石英管尾部外径+(0.4～0.8mm)，内滑筒长度为6～10mm。导管后端固定连接于内滑筒前端。

外套筒内两端为光孔，分别嵌入保护环和支撑环。