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光镊技术作为近年来发展的一种新型技术,由于其非接触性、无损伤等优点,已经成为一种微观尺度上研究微小粒子的新手段,在生物医学、物理学等多个领域,光镊技术都发挥了很重要的作用。 本文的研究工作是通过光纤耦合的方法,将热操控与光纤光镊技术相结合,提出基于光致热对流效应的微粒子操控技术。仅使用一根光纤,既可以实现大量粒子的同时操控,又能满足精确的控制单个粒子的要求,同时可以实现微粒子的空间排列和特殊造型排列等功能。 第一,完成基于光致热对流效应微粒子操控技术的功能设计,分析其物理过程。利用时域有限差分法进行光阱力的计算,简述热传递基本原理以及流体动力学的基本原理。对整个物理过程进行仿真计算,得出仿真模拟结果。 第二,完成实验平台的搭建,根据实验需求,选择合适参数的仪器。根据所要实现的功能,确定激光光源的选择标准,选择合适波长和功率的光源。简述几种光纤探针的特殊加工方法,通过荧光法实现实验环境中温度的测量。 第三,通过实验对所提出的操控技术进行研究,分别实现大量粒子的规则排列、粒子的多层排列、单个粒子的微操控以及不同尺寸粒子的筛选功能。将光纤光镊技术与热效应捕获操控技术相结合,实现粒子的特殊空间造型排列。