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《燕山大学》 2010年
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单光纤光镊的FDTD模拟分析及实验设计

荆敏娟  
【摘要】: 光镊又称单光束粒子阱,它是由高度汇聚的单束激光形成的,可弹性地捕获从几纳米到几十微米的生物大分子微粒(球)、细胞器等,并在基本不影响周围环境的情况下对捕获物进行非接触性、无损伤活体操作。光纤光镊是将光纤引入光镊系统代替显微物镜形成汇聚光束,来捕获和牵引微粒运动,大大提高了操纵的自由度及灵活度。 论文内容主要包括以下几个方面: 首先,对光镊原理进行了系统的阐述,分别从光动量,光压,光镊产生的梯度力、散射力等不同层面进行分析,说明光镊捕获粒子的作用过程。 其次,详细介绍了FDTD的基本原理、Yee元胞和FDTD基本方程并用时域有限差分法(FDTD),仿真模拟了光纤光镊轴锥角和工作距离关系及捕获力大小和轴锥角的关系,模拟结果与相关文件报道的实验结果相符合。 最后,在理论分析的基础上,对单光纤光镊的实验平台进行了整体设计,对其所组成各部分的基本功能及参数进行了系统地设计和说明。所设计的光纤光镊实验系统在生命科学与生物技术的应用领域具有十分重要推广价值。
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:O439

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