一种可调单光纤微粒输送器制造技术

技术编号:26691949 阅读:33 留言:0更新日期:2020-12-12 02:45
本发明专利技术提供的是一种可调单光纤微粒输送器。其特征是:它由多芯光纤、微球透镜以及微纳颗粒组成。本发明专利技术基于圆锥台结构对外侧多芯中光束的汇聚,实现了对微球透镜的捕获及其在光纤端面上的二维可控移动,又利用中央纤芯光束经过微球透镜后形成的强汇聚光束实现对微纳颗粒的三维捕获,由于特制粒子在特定光波段会存在Fano、表面等离子体共振现象,使得微纳颗粒主要表现出金属特性而被弹射出去,最终通过改变外侧多芯的光功率以及中央纤芯中光波波长就可以实现对微纳颗粒的精准捕获与弹射。本发明专利技术提高了光纤光镊的操控精度,改善了光纤光镊的捕获特性,并且实现了对粒子的定向弹射功能。装置主要用于对生物细胞、介质颗粒等微粒的推进输运。

【技术实现步骤摘要】
一种可调单光纤微粒输送器(一)
本专利技术涉及的是一种可调单光纤微粒输送器,主要用于生物分子、生物细胞、药物颗粒、纳米团簇、胶体颗粒、介质颗粒等微小颗粒的光操纵、推进输运以及光纤集成器件应用,属于光纤
(二)
技术介绍
1970年,Ashkin等首先提出利用光压操纵微小粒子的概念,利用多光束激光的二维势阱成功夹起并移动了水溶液中的小玻璃珠,后来,这种激光夹持微粒的技术经过不断改进,所能捕获的粒子尺寸越来越小。1986年,Ashkin等人采用大数值孔径显微物镜会聚单束激光,在水溶液样品中实现了对介质微球的三维光学捕获。这标志着“单光束梯度力光阱”的诞生,被称为“光镊”[OpticsLetters,18(5):288-290,1986]。光纤光镊克服了传统光镊的缺点,并以其结构简单、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了人们的广泛重视。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控。与基于显微镜的光镊系统相比,光纤形成的光阱操纵灵活,被捕获的生物样品可以自由移动。微操纵系统简单适用,光纤可以深入到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可调单光纤微粒输送器。其特征是:它由多芯光纤1、外侧多芯2、中央纤芯3、包层4、多芯光纤圆锥台纤端8、多芯光纤端面9、微球透镜11以及微纳颗粒14组成。所述器件中给多芯光纤1的外侧多芯2中每一根纤芯通入不同功率的光波5,该光波经过多芯光纤圆锥台纤端8的全反射后并从多芯光纤端面9折射出去后形成汇聚光束10,微球透镜11被稳定地三维捕获在汇聚光束10的焦点附近处。由于可以通过外部控制通入到外侧多芯2的光波5的光功率,从而对汇聚光束10的空间分布实施调控,实现对微球透镜11的捕获点的空间位置的调节,最终实现微球透镜11在多芯光纤端面9上的二维移动12。而当向中央纤芯3中注入光波6后,该光波会...

【技术特征摘要】
20200605 CN 20201050320421.一种可调单光纤微粒输送器。其特征是:它由多芯光纤1、外侧多芯2、中央纤芯3、包层4、多芯光纤圆锥台纤端8、多芯光纤端面9、微球透镜11以及微纳颗粒14组成。所述器件中给多芯光纤1的外侧多芯2中每一根纤芯通入不同功率的光波5,该光波经过多芯光纤圆锥台纤端8的全反射后并从多芯光纤端面9折射出去后形成汇聚光束10,微球透镜11被稳定地三维捕获在汇聚光束10的焦点附近处。由于可以通过外部控制通入到外侧多芯2的光波5的光功率,从而对汇聚光束10的空间分布实施调控,实现对微球透镜11的捕获点的空间位置的调节,最终实现微球透镜11在多芯光纤端面9上的二维移动12。而当向中央纤芯3中注入光波6后,该光波会从多芯光纤端面9出射并被微球透镜11汇聚形成强聚焦光束13,该光束能够精准地俘获微纳颗粒14。当向中央纤芯通入光波7时,从多芯光纤端面9出射的光波同样会被微球透镜11汇聚形成强聚焦光束13,若该光波会引起微纳颗粒14发生Fano共振或表面等离子体共振,则微纳颗粒14会在光波7强辐射压力的作用下脱离光波6的束缚并弹射出去。通过微球透镜11的二维移动12可实现对强聚焦光束13的传输路径15的改变,这样微纳颗粒14就会沿着传输路径15被定向弹射到设定区域16中,通过对光波5、6和7的控制就可实现对微纳颗粒14捕获点和弹射输运路径的调节与控制。


2.根据权利要求1所述的一种可调单光纤微粒输送器,其多芯光纤及圆锥台纤端的制备方法如下:(1)预制棒制备:采用MCVD制棒方法制备外侧纤芯和中央纤芯预制棒插件;(2)微孔加工:根据需要在纯石英预制棒对应位置加工多个微孔,并插入外侧纤芯和中央纤芯预制棒插件,形成多芯光纤预制棒;(3)光纤拉制:将制备好的光纤预制棒放置于拉丝塔上进行热熔拉丝,拉制形成多芯光纤;(4)圆锥台纤端微加工:第一种方法:用光纤夹具固定住制备好的多芯光纤,然后把纤端放置于研磨盘上,光纤夹具与光纤研磨盘都能绕各自的中轴自转,通过控制光纤与研磨盘盘面法线的夹角来制备具有不同张开角的圆锥台纤端。第二种...

【专利技术属性】
技术研发人员:邓洪昌王瑞苑立波
申请(专利权)人:桂林电子科技大学
类型:发明
国别省市:广西;45

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