自上世纪六十年代末,美国贝尔实验室的Ashkin对光操控进行了开创性的研究后,光操控和光捕获技术得到了迅速的发展。光镊利用光学势阱来捕获、操控微粒,具备非接触、无损耗的特点,光纤光镊更有轻便、灵活、成本低的优势。近几十年来,国内外科学家对基于光纤光镊的光操控与光捕获技术进行了大量的研究,光纤光镊的应用扩展到了测量、生物、医药研究等领域。本文提出了一种带有微腔结构的光纤光镊,使用基于时域有限差分算法的模拟仿真软件系统地研究了其捕获特性。仿真结果表明,在微腔内填充水和透明紫外胶后,由于干涉引起光强增加,在汇聚点能够捕获直径为3μm的二氧化硅微粒。在此基础上,研究了此结构捕获特性与填充物材料的折射率和填充量的关系。该光纤光镊具备直径大、结构结实、不易断裂的优点,适用于生命科学方向的研究。设计并在光纤尖端制作了一种空腔外镀膜的结构,采用时域有限差分方法计算分析了该结构的捕获特性,并通过实验验证了该结构对微粒的大范围捕获。实验结果证明,该结构能利用光泳力捕获聚苯乙烯微粒,以及操控大范围的二氧化硅微粒,随着光功率的增加,能提高微粒的操控效率。由于两种微粒的运动现象不一致,因此可以通过此结构实现微粒的分选。镀膜后的微结构光纤不仅简化了复杂的光路,而且可以多次重复使用,降低了成本,更具实用性。