由于光镊可实现对微小颗粒进行精确定位和操控,该技术被广泛应用到生物物理,生物医学,纳米光子学等研究领域。本论文内容主要包括:　　 (1)搭建三维多光镊系统。　　 (2)光镊对金纳米颗粒的研究。　　 (3)光镊的数值计算研究。　　 我们搭建了一套基于空间光调制器的三维多光镊系统,并在此基础上发展了一套可同时测量三维多光镊的位移和光阱力方法。该套系统完全脱离了商用的显微镜,使光路能够始终贴近光学平台表面,这大大提高了整个系统的稳定性。同时,该系统的样品台和物镜均由精密平移台分别控制,被捕获颗粒也以大倍数成像到CCD上,这也在很大程度上提高了整个系统的操作和测量精度。　　 金纳米颗粒由于其独特的表面等离子体特性被广泛应用于生物医疗,信息存储,纳米光子学等领域。我们在暗场成像下,成功的捕获并操纵了金纳米球和金纳米棒颗粒。实验中,我们发现被同一个光阱捕获的金纳米颗粒的数量可以通过其在暗场成像中的散射光强来判断。在光阱偏振相互垂直的双光镊系统中,我们证实了被捕获的金纳米棒长轴方向与光阱偏振方向平行。我们有效地将捕获到的金纳米颗粒粘在事先处理的池底上。实验发现,从粘接的稳定性和可操控性看,金纳米棒比金纳米球更容易被粘在池底。我们测量了被光阱在水中捕获的金颗粒和粘在池底上的金纳米颗粒的散射光谱。结合理论数值计算,我们还研究了两个靠近的金纳米棒的表面等离子体耦合效应。　　 结合实验需要,我们发展了关于光镊的一些数值计算方法,主要是基于Mie理论和离散偶极子近似两种方法。我们计算了各种颗粒的光阱力,力矩以及光阱被颗粒散射前后的光场。其中,采用离散偶极子近似的算法,我们研究了球颗粒在细胞中的受力以及双光阱中两被捕获颗粒的相互影响,我们同时还计算了两个金纳米棒相互靠近时的光谱变化,并依此研究了两个靠近的金纳米棒的表面等离子体耦合效应。