一、光镊技术的发展与应用（论文文献综述）
林兴磊[1]（2021）在《局域空心光束的调控及光场特性研究》文中研究表明光镊技术是囚禁和操纵微小粒子的重要工具,其基本属性之一就是光具有动量。光镊技术具有精确操纵的优势,可以达到无损伤操作生物样品的目的,因此成为了人们研究的热点。在探索新型光镊技术的过程中,研究者发现了一类特殊的光场模式-局域空心光束（Bottle Beam）。局域空心光束的定义是在光束传播方向上存在着光强很小甚至光强为零的三维闭合空间,类似于一个特殊的密闭容器。局域空心光束具有桶状光强分布和暗斑尺寸小等物理特性,使其在光学镊子和激光冷却等领域有着非常广阔的应用前景。因此,对于如何获得局域空心光束并对其特性进行分析成为了近年来的研究热潮。本论文对局域空心光束中已报道的研究方法进行调研分析。通过设计简单高效的整形系统,同时利用MATLAB软件和ZEMAX软件对局域空心光束的多种性质进行调控,进一步提高局域空心光束的实用性和多样性。本论文的研究工作主要划分为以下几个方面:（1）设计了一种生成多个局域空心光阱的系统。基于衍射积分和矩阵光学的理论,研究了多个光阱的位置与反射镜的偏转角度之间的规律关系。通过调控反射镜的偏转角度,能够实现光阱位置的任意变换,达到稳定囚禁微粒的目的。（2）利用绕轴旋转的圆形光阑产生椭圆高斯光束。设计了长短轴不同的椭圆高斯光束经过轴棱锥-透镜系统聚焦形成局域空心光束的光学系统,这种局域空心光束携带有不同大小的缺口。通过调控系统中的光场分布,研究了圆形光阑的旋转角度与局域空心光束的缺口大小之间的关系。这种方法可以实现空心光阱的自由打开和关闭,为粒子的捕获方式提供了一种技术手段。（3）利用多边形光阑（包括正三边形、正四边形以及正六边形光阑）对高斯光束进行整形。将整形后的光束入射到轴棱锥-透镜系统中,生成了携带有缺口的局域空心光束。分析了局域空心光束的中心衍射斑和光束形貌的特性,同时研究了多边形光阑的边数量和边位置对局域空心光束中缺口的影响。这对于局域空心光束的多领域应用研究奠定了基础。
闵长俊,袁运琪,张聿全,汪先友,张治斌,袁小聪[2]（2020）在《操纵微纳颗粒的“光之手”——光镊技术研究进展》文中认为光镊是操纵微纳米尺寸颗粒的重要技术手段,已在物理、化学、生物及医学等领域得到广泛应用.综述近年来光镊领域的研究进展,系统介绍光镊研究的主要方向及代表性成果.介绍了光镊技术的理论基础,包括光镊捕获物体的作用机理和几种常用理论模型;按照产生光镊的光束类型将光镊技术分为结构光束光镊、多光束与全息光镊、近场倏逝波光镊、表面等离激元光镊、光纤光镊、热电光镊、飞秒激光光镊及异常光学力光镊,分别介绍各类光镊技术的特点和最新进展;介绍光镊技术在生物样品操纵、分子检测及裸眼三维显示等领域的创新应用,并对光镊技术发展进行总结和展望.
董淼[3]（2020）在《部分相干涡旋光束的传输特性及辐射力研究》文中研究表明涡旋光束因其特殊的波前结构,在光通信、生物医学、量子信息等方面具有重要的应用前景,是当今国际上一个研究热点。在相同环境条件下,降低光束相干性在光传输、光学捕获、原子冷却中具有优势。部分相干涡旋光束结合两种光束优点在众多领域更具吸引力。目前,部分相干涡旋光束的实际应用处于初级阶段,空间相干结构对光束的传输特性、拓扑荷数测量以及光学捕获特性具有重要影响。在此背景下,本文以部分相干修正贝塞尔高斯光束、部分相干复宗量拉盖尔高斯光束、部分相干反常涡旋光束为例,分别对部分相干涡旋光束在梯度折射率介质中的传输演化特性,低相干度下的涡旋结构（拓扑荷数）测量方法以及作用于不同瑞利粒子的辐射力进行系统研究。主要内容和创新点如下:1.研究了部分相干涡旋光束在梯度折射率介质中的传输特性。基于广义惠更斯-菲涅尔衍射积分公式以及梯度折射率介质的ABCD矩阵表达式,推导出部分相干修正贝塞尔高斯光束在梯度折射率介质中的交叉谱密度函数表达式,研究了光束在梯度折射率介质中的传输轨迹、光强与相位分布等。研究结果表明:部分相干涡旋光束在梯度折射率介质中的传输轨迹呈现先聚焦后发散的周期性演化规律。当经过半周期整数倍时,涡旋相位旋转方向反向。当位于半周期整数倍时,涡旋相位结构与初始相位结构相同。梯度折射率因子仅影响传输周期,相干参数、拓扑荷数影响束腰宽度及暗中空面积。光学涡旋在传输中不发生分裂现象。研究结果揭示了部分相干涡旋光束在梯度折射率介质与自由空间中传输特性不同。选择合适参数的梯度折射率介质能够对部分相干涡旋光束实施光场变换。涡旋相位在梯度折射率介质中的传输演化规律,为远距离光通信提供了理论依据。2.提出了一种测量部分相干复宗量拉盖尔高斯光束拓扑荷数的新方法。基于广义惠更斯-菲涅尔衍射积分公式,推导出部分相干复宗量拉盖尔高斯光束的交叉谱密度函数表达式,研究了光束在远场处复相干度的特殊结构分布以及影响因素。研究结果表明:部分相干复宗量拉盖尔高斯光束的远场复相干度成明暗相错环状分布,暗环个数N与拓扑荷数|l|一一对应,而与径向指数p无关。通过数学推导以及实验测量,均证实了这一发现,从而提出测量该光束的拓扑荷数新方法。该方法在低相干度下具有结果清晰、观测简单等优点。研究结果揭示了该光束的复相干度振幅分布与拓扑荷数之间具有一一对应关系:N=|l|,发现了部分相干复宗量拉盖尔高斯光束与部分相干标准拉盖尔高斯光束的关联结构不同。研究结果为部分相干涡旋光束在光通信、光捕获领域提供理论依据。3.研究了部分相干反常涡旋光束的聚焦光场特性及对介质瑞利粒子的辐射力。基于广义惠更斯-菲涅尔衍射积分公式,推导出部分相干反常涡旋光束在焦平面处的交叉谱密度函数表达式,研究了光束在焦平面附近的光场演化特性以及影响因素。基于瑞利散射理论,研究了光束对介质瑞利粒子的辐射力以及影响因素。研究结果表明:部分相干反常涡旋光束在焦平面附近具有极强的光束整形能力,联合调制拓扑荷数、光学阶数、相干长度,形成空心、平顶、实心光强分布。在焦平面处,利用实心光强分布能够三维捕获高折射率介质瑞利粒子。在偏离焦平面处,利用空心光强分布能够横向捕获低折射率介质瑞利粒子。调节光学阶数、拓扑荷数、相干长度等参数,辐射力大小及捕获范围可被调节。在一定尺寸范围内的介质瑞利粒子能够被部分相干反常涡旋光束稳定捕获。研究结果揭示了部分相干涡旋光束具有众多光场调节参数以及特殊聚焦光场演化特性,并且利用该特性能够捕获不同折射率的介质瑞利粒子,为“粒子筛选”提供了重要途径,为新型光镊技术提供理论依据。4.研究了部分相干圆偏振反常涡旋光束的紧聚焦光场特性及金属瑞利粒子的辐射力。基于矢量衍射理论和部分相干理论,推导出紧聚焦部分相干圆偏振反常涡旋光束的交叉谱密度函数表达式,研究了紧聚焦部分相干涡旋光束的光场分布以及影响因素。基于瑞利散射理论,研究了紧聚焦部分相干涡旋光束对金属瑞利粒子的辐射力及影响因素。研究结果表明:自旋方向、拓扑荷数、数值孔径等参数影响紧聚焦后光强分布。相干长度、光学阶数、束腰宽度仅改变光强值,不改变光强分布。紧聚焦后光束在轴向方向,自旋角动量转换为轨道角动量,影响轴向光强分布。选择合适光学参数,紧聚焦部分相干圆偏振反常涡旋光束可捕获金属瑞利粒子。调节拓扑荷数、光学阶数可改变辐射力大小。研究结果为新型光镊技术提供理论依据。
贡丽萍[4]（2020）在《高重复频率飞秒激光脉冲作用在电介质瑞利粒子上的光力研究》文中研究表明麦克斯韦根据电磁学理论指出,当电磁波与物体的感应极化相互作用时,由于光的散射和吸收效应会对物体产生光力。这种机制最有效的应用之一是Ashkin等人在1986年发明的光镊技术,用于粒子和细胞的捕获。随着激光技术的发展,光镊技术作为一种非接触式操控的技术广泛用于物理、化学和生物等领域。传统的光镊技术是以连续光作为光源,然而随着激光技术的发展,高重复频率飞秒激光脉冲备受人们关注。它具有较窄的脉宽和较高的峰值功率密度、很高的时间分辨率和空间分辨率,不仅可以捕获纳米级的微小粒子,而且作用于生物组织时几乎不伤及周围组织。除此之外,飞秒激光脉冲与粒子相互作用的非线性光学过程带来了许多新颖的粒子捕获效应和动力学行为。鉴于高重复频率飞秒激光脉冲在光镊技术中的独特优势和应用前景,本论文围绕高重复频率飞秒激光脉冲与电介质瑞利粒子相互作用,研究了作用在瑞利粒子上的光力分布与非线性光学特性及粒子结构等的依赖关系,主要内容如下:首先,基于偶极近似理论建立了高重复频率飞秒激光脉冲作用于电介质瑞利粒子上的光力理论。与传统的偶极近似理论不同,高重复频率飞秒激光脉冲与浸没在溶剂中的电介质瑞利粒子相互作用时会激发粒子和周围环境的非线性光学效应,因此需要考虑粒子的非线性极化修正。根据Clausius-Mossotti方程与极化率散射修正理论推导了粒子的线性和非线性极化率表达式;根据Richards-Wolf矢量衍射理论和能量守恒完善了焦场光强分布与入射光平均功率的依赖关系;根据偶极近似模型推导了单粒子所受平均光力的计算公式。分别给出了实心粒子具有三阶非线性光学效应和浸没在具有三阶非线性光学效应溶剂中的粒子的平均光力解析表达式,并给出了具有三阶非线性光学效应的核壳结构粒子的光力计算方法。其次,研究了粒子的光克尔效应对光学微操控和粒子动力学行为的影响。结果表明,粒子的自聚焦效应会使得粒子受到的梯度力增加,能够更加稳定地将粒子捕获在光束中心。然而粒子的自散焦效应不仅会耗散梯度力,导致被捕获的粒子沿着光束传播方向弹出,并且在横平面出现势阱分裂的现象,能够同时稳定捕获多个粒子。紧接着分析了诸如粒子半径、数值孔径和入射功率等参数对光力的影响,提供了多种调控光力的手段,并从介质极化率的实部与虚部的物理意义对光力进行了深入分析。进一步地,研究了置于具有非线性光学效应溶剂中的瑞利粒子的光力分布和动力学行为。有趣的是,在溶剂具有较强双光子吸收效应下,瑞利粒子可以被连续地沿光束传播的反方向拉向光源。为了解释这一物理现象,仔细分析了产生牵引力的物理机制,并列出了满足产生牵引力的条件,以及可能产生牵引力的粒子和溶剂的选择范围。最后,探讨了紧聚焦高斯激光脉冲作用于非线性光学效应的中空核壳结构纳米粒子的光力分布。研究结果表明,粒子的内核与外壳体积比直接影响了粒子的动力学行为。当体积比为定值时,粒子外壳的非线性光学效应则会影响粒子的光力分布和动力学行为,例如外壳的三阶非线性折射效应会影响梯度力,而外壳的三阶非线性吸收效应则会影响粒子的辐射力,粒子最终的动力学行为是体积比和非线性光学效应共同作用的结果。最后计算了粒子位于焦点处的速度与入射光功率的依赖关系,并从理论上给出了通过捕获动力学实验可以表征出中空的核壳纳米粒子双光子吸收系数的方法。本论文建立和发展了强激光与微粒相互作用的线性和非线性极化理论,分析和鉴别了非线性极化导致的新型光力,发展和完善了单粒子非线性光学表征技术。本论文的研究成果为飞秒光镊技术在粒子分选、表征单个纳米粒子的双光子吸收系数、生物光子学和超分辨成像等方面的潜在应用前景提供了理论依据与支持。
刘爱银[5]（2020）在《光镊系统的衍射图样及其应用于微粒操控的研究》文中研究说明随着光镊技术的广泛应用和发展,对光镊所能操控的微粒个数和种类提出了新要求。一方面,传统光镊可以容易的实现对单个或少数透明胶体微粒的操纵,但需要一种更为有效和简便的方法来实现对多个胶体微粒的同时捕获和操控。另一方面,吸热颗粒（absorbing particles,AP）对激光有较强的吸收能力,在焦点附近会产生较大的散射力和热效应,导致吸热颗粒很难被稳定捕获,因此需要寻找有效的方法实现光镊对吸热颗粒的操纵。一般光镊是利用聚焦光束的主光斑对微粒施加微小力实现微粒的操控,在低功率下光束的高阶衍射条纹产生的光学力很微弱常被忽略。但随着功率的增大,这光学力并不能被忽略。在本文中,利用光镊系统的高阶衍射光斑产生的光阱力,实现了对多个透明微粒的同时捕获,并在光阱中心附近实现了吸热颗粒的三维振荡。第一,本文利用光镊系统的衍射光斑实现了对多个微粒的同时捕获和排列。另外还研究了捕获光源、微粒的浓度和尺寸等因素对被捕获微粒图样的影响。第二,光镊能同时捕获多个微粒,应用于微小尺寸样品池时容易引起样品池堵塞。本文提出采用全反射界面作为样品池衬底的有效方法消除微粒的聚集。第三,当光镊应用于吸热颗粒时,颗粒通常被推离并不再返回光阱中心。在本论文中,微粒在衍射条纹光力的作用下被重新推向光阱中心,并在其附近进行三维振荡。另外,通过调节样品池厚度调节热对流力,能够在聚焦光斑边缘实现对吸热颗粒的稳定捕获。
付孔文[6]（2020）在《光镊技术中的异常受力研究》文中研究指明在光镊等技术中,利用光与物质相互作用的光学力对颗粒的操控,在理论与实验上已经被广泛的研究探讨。因为光镊的操控方式具有无侵入,无损伤的特性,因此在生物,医药,医疗检测领域得到了大量的应用。在一般的捕获光镊中,光场会在照射区域上沿着光传播的方向推动微纳颗粒,或者利用场强梯度来捕获微纳颗粒,这种辐射压力和梯度力是可明显观察到的。近年来,光镊技术中的异常受力现象由于其新颖的受力现象受到了广泛关注。这些光镊技术中的异常受力给传统的光学操控带来了新的自由度,为颗粒筛选工作提供了可靠的方案。本文研究的主要课题是光镊异常受力中的横向力效应,异常性体现在入射光的波矢方向与微纳颗粒的受力方向完全垂直,当切换入射光的手性时,这种横向受力也会完全反向。在目前的横向力效应研究中,横向力效应相比于辐射压力并不明显,模型难以在实验中实现等问题。首先本课题调研了最近的光镊中的异常受力的研究成果,本课题将实现横向力效应的增强,使得横向力能够作为颗粒筛选的工具作为科研目标。针对由SPP引起的横向力效应,本课题先分析了SPP的产生机制,以及SPP光镊中的受力机制,为后续章节的横向力分析奠定物理基础。之后展示了两束带有自旋的入射光干涉,照射到一个非手性颗粒上时的横向力效应模型,分析得出双光束圆偏光干涉场的横向力效应比以往的单光束模型更明显,由于其受力方向的唯一性,在将来的筛选工作中有更大的应用价值;同时探究了入射光源的参数、颗粒尺寸等参数对横向力的影响,并确定了横向力效应最强的一组参数。其次,本课题设计了两种仅通过单束矢量光源产生异常受力并得到增强的方法,一种CVB光束是由x线偏光和y线偏光的叠加产生,另一种CVB光束由径向偏振和角向偏振的叠加产生,并对光场中颗粒的受力进行了分析。为将来的颗粒、细胞等的筛选提供了新的基础支持。最后对本课题所设计的横向力模型做出了总结,阐述了本课题的后续研究计划,并对该种模型在未来实验上的应用做出了展望。
李银妹,王浩威,龚雷[7]（2019）在《光镊技术在生命科学研究中的应用现状》文中认为光镊技术发明30年来,在生命科学领域中的应用取得了开创性成果,促进了生物物理学的发展。2018年光镊发明人A. Ashkin获得了诺贝尔物理学奖,再次激发了社会对光镊技术的关注。光镊能够主动操控微观粒子如细胞,还能对操控力进行定量测量,在生物医学领域有其独特的用处。从生物应用视角来讨论光镊技术,希望通过重温光镊技术的特点和功能,为生物学家遴选科学问题和样品设计做铺垫。介绍生物学家能方便掌握的单光镊操控应用实例,致力于普及和推进已有的研究成果。重点讨论物理生物交叉研究的特点,分析光镊技术研究单细胞、单分子中涉及的技术瓶颈。结合实验室的工作介绍光镊技术的研究进展和仪器应用现状,展望该领域未来发展方向和前景。
刘佳琪[8]（2019）在《基于光镊技术的细胞力学特性测量方法研究》文中指出细胞的力学特性是细胞感知、传递外力的重要性质,测量细胞的力学特性可帮助区分外表相同、结构已发生变化的细胞,对于疾病诊断、药物研发有着重要的意义和广泛的应用前景。本文针对血细胞在不同疾病机理背景下的力学特性变化,利用双光阱对细胞实施操控从而产生形变,研究了基于光镊技术的细胞力学特性测量方法。阐述了细胞力学特性测量的研究意义及国内外研究现状。介绍了用于细胞力学研究的不同研究方法,说明了光镊对比这些技术方法的优势与适用背景。列举了细胞形貌测量常用的显微方法,说明了选择离轴数字全息显微方法的原因。分析了基于光镊技术的细胞力学特性测量原理。分别从光镊捕获技术中涉及的力学分析、光镊关键参数的调节及光阱刚度的标定方法几个方面阐明了光镊操控的原理。阐述了细胞膜波动力的理论原理,对细胞膜的力学模型进行分析。分别说明了细胞产生大形变时的剪切模量测量原理和细胞受到微弱拉伸力产生微小形变时使用离轴数字全息恢复细胞三维形貌的原理。提出了基于双光阱操控与细胞拉长比的剪切模量测量方法,测量了血红细胞膜的剪切模量。建立了血红细胞的力学模型,建立了对测量结果有效性的评价方法。测量了不同浓度H2O2溶液及Ca Cl2溶液处理过的血细胞的剪切模量,分析了氧化应激和细胞外钙离子浓度对血红细胞弹性的影响。将测量结果与仿真结果进行对比,验证了测量结果的准确性。提出了基于光镊技术和离轴数字全息显微的测量方法,阐述了系统的结构,说明了干涉条纹的可见度调节、物参夹角调节及光阱位置标定方法。通过使用该系统对血红细胞及不同直径的微球进行形貌测量,结合微球形貌的电镜扫描结果,评价了测量系统的精度。使用基于光镊技术和离轴数字全息显微的测量系统测量了红细胞二维形变量小于200nm时的三维形貌变化。测量了处于不同程度氧化应激状态下的血红细胞的轴向高度及体积变化,研究了微小形变时氧化应激对血红细胞形变能力和体积的影响,还对血红细胞受到拉力后的形貌恢复进行了测量研究,对帕金森综合症等疾病的临床医学检测的准确性和可靠性都具有重要的作用和意义。
张瑞伟[9]（2019）在《基于激光诱导微泡的全光纤杂质收集器》文中研究表明利用混合在液体中的微泡作为载体粘附液体中的悬浮污染物的方法称为气浮法,这种方法是使液体中产生微泡,用以形成液体、气体以及杂质的混合体,在界面张力的作用下,促使杂质粘附在微泡上。由于气浮法处理效率高、引入杂质少和二次污染低等优点,被广泛的应用在生活和工业污水处理行业。但是利用气浮法对微液体环境中的杂质进行处理的相关研究却很少,主要原因是很难在微液体环境中产生微泡作为载体粘附污染物。光镊作为一种新兴的操纵粒子的手段,使用时方便、灵活,可以实现微米量级的高精度操作,可以用作微液体环境下微泡的产生和操作。目前基于光纤光镊产生微泡的研究,都需要对光纤探针端面进行复杂的预处理,例如金属涂层或碳材料掺杂,限制了这些方法在实际生活中的应用。本文提出并构建了一种基于激光诱导微泡的全光纤杂质收集器,光纤探针在没有任何特殊预处理的情况下,所提出的杂质收集器在污水液滴中生成微泡,完成污水杂质的收集和提取。杂质收集器最佳入射激光功率为11 mW,此时杂质收集效果最好,微泡可达到的最大直径为140 μm。此装置制作工艺简单,操作方便、灵活,处理效果环保高效,同时拓展了基于光纤光镊技术在污水处理领域的潜在应用。本文详细表述如下:第一,介绍了气浮法的发展和工艺类型。同时介绍了常见产生微泡的方法,描述了微泡在不同领域中的应用。然后详细的介绍了光镊的发展和应用,展示了基于光纤光镊技术产生微泡的方法和应用。第二,阐述了工作原理,分析物理过程,完成功能设计。详细的介绍了热传递基本原理、气浮法基本原理和流体动力学基本原理,为实验提供理论基础。利用Comsol Multiphysics软件对物理过程进行了建模仿真,验证实验方案的可行性。第三,根据实验要求,选择合适参数的实验器材,配置不同浓度的实验溶液,确定激光光源的选取标准,选择合适波长的激光器。完成实验系统的搭建,包括光纤探针的制备、光路耦合的参数调制和装置的优化。第四,介绍了基于单模光纤光镊的杂质收集器并进行污水处理实验。然后详细论述了基于中空双悬挂芯光纤的杂质收集器,开展了微泡生成实验,验证影响微泡生长、杂质收集效果的因素。最后成功在机油溶液中生成微泡,完成污水处理。
陈木生[10]（2019）在《圆形艾里涡旋光的特性研究及其在微操控中的应用》文中研究说明光操控技术具有非接触、无损伤与高精度操控微小尺度粒子的特点,自发明以来被广泛应用于物理、化学、生物医学、材料等学科的前沿领域,同时各领域对其应用也提出了新的要求。相对于贝塞尔光束和高斯光束,圆形艾里涡旋光束具有独特的自聚焦特性。该光束应用于微粒操控时在焦点处具有更强的梯度力,能够提高粒子捕获的稳定性;同时其也能够绕开障碍物到达目标和推着粒子沿抛物线轨迹运动。因此,基于圆形艾里涡旋光的光镊技术能够极大地丰富和增强光学微操控的功能,可以弥补传统高斯光镊技术的不足,是近几年的一个研究热点。影响圆形艾里涡旋光微操控系统性能的关键问题包括圆形艾里涡旋光的产生、传输、深聚焦特性、微粒所受光学力、系统实现等。本文在对上述几个关键问题进行深入研究的基础上,搭建微粒操控系统,实现二氧化硅颗粒的捕获和旋转。主要研究内容和创新点包括以下四部分:（1）基于数字全息技术和空间光调制器,构建圆形艾里涡旋光的产生系统,实验研究并给出了圆形艾里涡旋光各参数对自聚焦、自修复特性的影响。结合数值仿真和实验研究了圆形艾里涡旋光在焦点处的光强分布、焦距与输入光的截止系数、尺度因子、第一主环半径、束腰半径及拓扑荷之间的关系;实验研究了圆形艾里涡旋光的自修复和涡旋特性。表明可通过调节圆形艾里涡旋光的参数以改变其焦距和焦点处的光强分布,圆形艾里涡旋光在传输过程中涡旋特性不会发生变化,并具有较强的自修复性。（2）利用数值仿真研究圆形艾里涡旋光的各参数和偏振态对其深聚焦特性的影响,提出了在焦平面处产生超长焦深、纵向光强较大或亚波长大小光斑的方法。基于德拜矢量衍射理论推导并仿真X向线偏振、Y向线偏振、左旋圆偏振、右旋圆偏振、径向偏振和角向偏振的圆形艾里涡旋光经高倍物镜深聚焦后的光强分布;重点研究径向偏振圆形艾里涡旋光在焦点处的光强分布、光斑大小和焦深与输入光束的拓扑荷数、截止系数、尺度因子、第一主环半径及高倍物镜的数值孔径值之间的关系。因此,通过合理地选取径向偏振圆形艾里涡旋光的参数及物镜的数值孔径值,在焦平面处可以产生超长焦深、纵向光强较大或亚波长大小的光斑。（3）利用瑞利散色模型研究圆形艾里涡旋光各参数对粒子所受光学力和光力矩的影响。截止系数和尺度因子增加或者第一主环半径和拓扑荷减少时,粒子所受辐射力增强,有利于稳定捕获;尺度因子和第一主环半径的增加时,稳定操控的位置向物镜方向移动。随着拓扑荷增加粒子所受的光力矩先增大后变小。本文中首先推导圆形艾里涡旋光束对瑞利颗粒的梯度力和散色力,分析比较线偏振、左旋圆偏振、右旋圆偏振、径向偏振和角向偏振对光操控效果的影响;重点研究右旋圆偏振圆形艾里涡旋光各参数,如拓扑荷数、截止系数、尺度因子、第一主环半径对梯度力、散色力和操控位置的影响;最后研究光力矩与拓扑荷、微粒吸收系数之间的关系。（4）在上述研究的基础上,基于空间光调制器搭建圆形艾里涡旋光的光操控系统,实现二氧化硅微粒的捕获和旋转。再利用该系统实验研究微粒旋转速度与拓扑荷之间的关系;验证圆形艾里涡旋光自聚焦和沿抛物线传输的特性。拓扑荷增加时微粒旋转速率先增加后减少;改变拓扑荷的符号可使微粒沿圆形艾里涡旋光进行反方向旋转。
二、光镊技术的发展与应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、光镊技术的发展与应用（论文提纲范文）
（1）局域空心光束的调控及光场特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 局域空心光束的起源与应用 |
| 1.1.1 局域空心光束的起源 |
| 1.1.2 局域空心光束的应用 |
| 1.2 局域空心光束的研究发展现状 |
| 1.3 局域空心光束的光场调控研究 |
| 1.4 本论文研究意义及目的 |
| 1.5 本论文的工作内容安排 |
| 第2章 基础理论和方法 |
| 2.1 激光传输的基本理论和方法 |
| 2.1.1 菲涅尔-基尔霍夫衍射理论 |
| 2.1.2 矩阵光学方法 |
| 2.1.3 柯林斯公式理论 |
| 2.1.4 傅里叶光学方法 |
| 2.2 光场调控的基本原理 |
| 2.2.1 贝塞尔光束的原理分析 |
| 2.2.2 马丢光束的原理分析 |
| 2.2.3 艾里光束的原理分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 局域空心光束的多光阱调控 |
| 3.1 多局域空心光阱的光学系统 |
| 3.1.1 多局域空心光阱的系统设计 |
| 3.1.2 多局域空心光阱衍射积分理论 |
| 3.2 多局域空心光阱的光场调控 |
| 3.2.1 空心光阱的位置变换 |
| 3.2.2 空心光阱的粒子囚禁 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 椭圆光束对局域空心光束的光场调控 |
| 4.1 椭圆光束对轴棱锥-透镜系统的理论分析 |
| 4.1.1 椭圆高斯光束的整形理论 |
| 4.1.2 局域空心光束的几何原理分析 |
| 4.2 椭圆光束对局域空心光束重构特性的理论分析与实验研究 |
| 4.2.1 椭圆高斯光束入射轴棱锥-透镜系统的实验搭建 |
| 4.2.2 椭圆高斯光束入射轴棱锥后的光场强度分布 |
| 4.2.3 椭圆高斯光束对局域空心光束的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 特殊形貌光束对局域空心光束的光场调控 |
| 5.1 特殊形貌光束对轴棱锥-透镜系统的理论分析 |
| 5.2 特殊形貌光束对局域空心光束的理论分析与实验研究 |
| 5.2.1 特殊形貌光束入射轴棱锥-透镜系统的实验搭建 |
| 5.2.2 特殊形貌光束对局域空心光束中光阱开闭的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 论文的主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
（3）部分相干涡旋光束的传输特性及辐射力研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 部分相干涡旋光束研究背景 |
| 1.2.1 涡旋光束 |
| 1.2.2 部分相干光 |
| 1.3 部分相干涡旋光束国内外研究现状 |
| 1.3.1 部分相干涡旋光束产生方法 |
| 1.3.2 部分相干涡旋光束传输特性 |
| 1.3.3 部分相干涡旋光束拓扑荷数测量 |
| 1.3.4 部分相干涡旋光束在光镊技术中应用 |
| 1.4 本文主要贡献与创新 |
| 1.5 本文结构安排 |
| 第二章 部分相干涡旋光束及辐射力基础理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 部分相干光束基本概念 |
| 2.3 光束在空间中传输理论 |
| 2.3.1 矩阵光学 |
| 2.3.2 经典标量衍射理论 |
| 2.3.3 柯林斯公式 |
| 2.4 部分相干涡旋光束传输理论 |
| 2.5 光镊技术理论 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 部分相干涡旋光束在梯度折射率介质中传输特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 部分相干修正贝塞尔高斯光束在梯度折射率介质传输模型 |
| 3.2.1 部分相干修正贝塞尔高斯光束远场交叉谱密度函数 |
| 3.2.2 梯度折射率介质ABCD理论模型 |
| 3.3 仿真与讨论 |
| 3.3.1 光束在梯度折射率介质中传输特性 |
| 3.3.2 拓扑荷数对光束传输特性影响 |
| 3.3.3 相干参数及梯度折射率因子对传输特性影响 |
| 3.3.4 离轴涡旋状态对传输特性影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 部分相干涡旋光束拓扑荷数测量 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 部分相干复宗量拉盖尔高斯光束交叉谱密度函数理论推导 |
| 4.3 数值模拟 |
| 4.3.1 部分相干复宗量拉盖尔高斯光束传输中光强分布 |
| 4.3.2 部分相干复宗量拉盖尔高斯光束远场处复相干度分布 |
| 4.3.3 不同光束参数对远场复相干度分布影响 |
| 4.3.4 不同光束参数对交叉关联函数分布影响 |
| 4.4 部分相干复宗量拉盖尔高斯光束实验产生与复相干度测量 |
| 4.4.1 部分相干复宗量拉盖尔高斯光束实验产生 |
| 4.4.2 复相干度测量 |
| 4.5 部分相干复宗量拉盖尔高斯光束关联结构的相位分布 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 部分相干涡旋光束对介质瑞利粒子辐射力 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 部分相干反常涡旋光束聚焦光强理论推导 |
| 5.3 部分相干反常涡旋光束远场光强分布特性 |
| 5.3.1 光束参数对部分相干反常涡旋光束光强分布影响 |
| 5.3.2 焦平面附近部分相干反常涡旋光束光强演化 |
| 5.4 聚焦部分相干反常涡旋光束对介质瑞利粒子辐射力 |
| 5.4.1 焦平面处部分相干反常涡旋光束对高折射率粒子辐射力 |
| 5.4.2 焦平面附近部分相干反常涡旋光束对低折射率粒子辐射力 |
| 5.5 捕获稳定性分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 紧聚焦部分相干涡旋光束对金属瑞利粒子辐射力 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 部分相干圆偏振反常涡旋光束紧聚焦电场模型 |
| 6.3 数值仿真 |
| 6.3.1 光学参数及自旋方向对紧聚焦光强分布影响 |
| 6.3.2 相干长度及数值孔径对紧聚焦光强分布影响 |
| 6.4 紧聚焦部分相干圆偏振反常涡旋光束对金属瑞利粒子辐射力 |
| 6.4.1 不同光学参数下紧聚焦光束对金瑞利粒子辐射力影响 |
| 6.4.2 稳定捕获条件 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文主要工作总结 |
| 7.2 前景展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（4）高重复频率飞秒激光脉冲作用在电介质瑞利粒子上的光力研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光镊技术 |
| 1.1.1 光镊技术的基本概述 |
| 1.1.2 光镊技术的理论计算 |
| 1.1.3 光镊技术的研究现状 |
| 1.2 高重复频率飞秒光镊技术概述 |
| 1.2.1 高重复频率飞秒激光 |
| 1.2.2 高重复频率飞秒光镊技术的实验光路 |
| 1.2.3 高重复频率飞秒光镊技术的应用 |
| 1.3 高重复频率飞秒光镊技术中的非线性光学效应 |
| 1.3.1 克尔非线性效应 |
| 1.3.2 双光子吸收效应 |
| 1.3.3 其他非线性光学效应 |
| 1.4 高重复频率飞秒光镊技术中的动力学行为 |
| 1.4.1 稳定捕获 |
| 1.4.2 势阱分裂 |
| 1.4.3 定向喷射 |
| 1.5 本论文的结构和创新性 |
| 第二章 高重复频率飞秒光镊的偶极近似理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 紧聚焦电场强度的计算 |
| 2.2.1 光束的紧聚焦理论 |
| 2.2.2 紧聚焦线偏振光的电场强度分布 |
| 2.2.3 峰值电场强度的计算 |
| 2.3 粒子极化率的计算 |
| 2.3.1 Clausius-Mossotti方程 |
| 2.3.2 极化率修正理论 |
| 2.3.3 三阶非线性极化下的电偶极矩 |
| 2.4 高重复频率飞秒脉冲光作用在瑞利粒子上的光力 |
| 2.4.1 偶极近似理论推导 |
| 2.4.2 偶极近似理论验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 作用在克尔非线性粒子上的光力研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 介质极化率的物理意义与关系 |
| 3.2.1 介质极化率的实部与虚部的物理意义 |
| 3.2.2 介质极化率的实部与虚部间的关系(K-K关系) |
| 3.3 克尔非线性粒子上的光力表达式 |
| 3.4 光克尔非线性粒子上的光力分布 |
| 3.4.1 光克尔非线性粒子的横向光力分布 |
| 3.4.2 光克尔非线性粒子的纵向光力分布 |
| 3.5 光克尔非线性粒子上引发的动力学行为 |
| 3.5.1 势阱分析光克尔非线性粒子的动力学行为 |
| 3.5.2 调控手段 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 瑞利粒子置于双光子吸收溶剂中的光力研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 粒子置于非线性光学溶剂中的光力表达式 |
| 4.3 粒子与溶剂的参数选取 |
| 4.3.1 粒子与溶剂的线性光学参数 |
| 4.3.2 粒子与溶剂的非线性光学参数 |
| 4.4 粒子置于非线性光学溶剂的光力分布及动力学行为 |
| 4.4.1 不同波长光束照射下粒子的纵向光力分布 |
| 4.4.2 粒子置于双光子吸收溶剂引发的动力学行为 |
| 4.5 机理分析 |
| 4.5.1 有效牵引力的范围 |
| 4.5.2 牵引力产生的物理机制 |
| 4.6 调控手段 |
| 4.6.1 入射光功率对极化率的影响 |
| 4.6.2 产生牵引力的条件和满足条件的粒子选取 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 具有光学非线性的中空核壳结构粒子的光力研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 核壳结构粒子的光力理论 |
| 5.2.1 核壳结构粒子的光力计算方法 |
| 5.2.2 核壳结构粒子的内核和外壳非线性光学效应对光力的影响 |
| 5.3 中空核壳粒子的体积分数对光力的影响 |
| 5.3.1 不同体积分数下的中空核壳粒子的光力分布 |
| 5.3.2 不同体积分数下的中空核壳粒子的量化刚度值 |
| 5.4 中空核壳粒子的外壳非线性光学效应对光力影响 |
| 5.4.1 外壳的三阶非线性折射效应对光力分布的影响 |
| 5.4.2 外壳的双光子吸收效应对光力分布影响 |
| 5.4.3 不同体积分数下的三阶非线性光学效应粒子的动力学行为 |
| 5.5 功率调控 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间完成的科研成果 |
| 期刊论文 |
| 学术会议 |
| 授权的国家发明专利 |
（5）光镊系统的衍射图样及其应用于微粒操控的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光镊技术的发展与应用 |
| 1.2 光镊技术的基本原理 |
| 1.3 光镊系统中的衍射现象与应用 |
| 1.4 本文研究的意义和论文的主要内容 |
| 第二章 高阶衍射环在玻璃-水界面捕获微粒 |
| 2.1 实验方法 |
| 2.1.1 正置光镊光路系统搭建 |
| 2.1.2 高阶衍射环捕获微粒的实验步骤 |
| 2.2 捕获光源对捕获微粒分布的影响 |
| 2.2.1 线偏振光对微粒的捕获 |
| 2.2.2 角向偏振光对微粒的捕获 |
| 2.2.3 径向偏振光对微粒的捕获 |
| 2.3 微粒尺寸和浓度对捕获微粒分布的影响 |
| 2.3.1 微粒的尺寸大小对捕获微粒分布的影响 |
| 2.3.2 微粒的浓度大小对捕获微粒分布的影响 |
| 2.4 捕获微粒形成稳定的图案 |
| 2.5 和时分复用光镊与全息光镊的比较 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 抑制微粒在玻璃-水界面的自组装 |
| 3.1 衍射光阱在应用中存在的不足 |
| 3.2 避免高阶衍射光阱导致的微粒聚集方法 |
| 3.2.1 不同样品池衬底时的微粒聚集 |
| 3.2.2 不同样品池衬底对微粒捕获的性能的影响 |
| 3.3 本章小节 |
| 第四章 光热效应导致的吸热颗粒振荡和捕获 |
| 4.1 倒置光镊光路系统的搭建 |
| 4.2 吸热颗粒的振荡 |
| 4.2.1 吸热颗粒振荡的实验步骤 |
| 4.2.2 吸热颗粒振荡的实验结果与分析 |
| 4.3 吸热颗粒的捕获 |
| 4.3.1 吸热颗粒捕获的实验步骤 |
| 4.3.2 吸热颗粒捕获的结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（6）光镊技术中的异常受力研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 光镊技术研究现状 |
| 1.2 光镊技术中的异常受力研究现状 |
| 1.2.1 光镊技术中的牵引光束 |
| 1.2.2 光镊技术中的横向力 |
| 1.3 本课题的研究目的和意义 |
| 1.4 本课题的主要研究内容 |
| 第2章 光镊技术中的力学效应分析 |
| 2.1 传统光镊技术的基本原理 |
| 2.2 表面等离激元的基本原理及激发方法 |
| 2.3 表面等离激元光镊技术中的受力分析 |
| 2.3.1 SPP光镊一般受力分析 |
| 2.3.2 SPP光镊中的横向受力分析 |
| 2.4 本章总结 |
| 第3章 圆偏光干涉场下的侧向力研究 |
| 3.1 干涉场模型介绍 |
| 3.2 侧向力产生机制分析 |
| 3.3 光场参数对侧向力的影响 |
| 3.3.1 光源入射角 |
| 3.3.2 颗粒与基底间隔距离 |
| 3.3.3 光源的椭偏度 |
| 3.3.4 颗粒尺寸 |
| 3.4 本章总结 |
| 第4章 矢量光场下的侧向力研究 |
| 4.1 矢量光场模型 |
| 4.2 侧向力效应分析 |
| 4.3 本章总结 |
| 第五章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 指导教师对研究生学位论文的学术评语 |
| 答辩委员会决议书 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
（7）光镊技术在生命科学研究中的应用现状（论文提纲范文）
| 1 光镊技术 |
| 2 光镊技术的发展 |
| 3 光镊研究单细胞的应用 |
| 4 物理和生物交叉研究的特点 |
| 5 光镊仪器应用现状 |
| 6 结束语 |
（8）基于光镊技术的细胞力学特性测量方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 细胞力学特性测量研究意义 |
| 1.2 细胞力学特性测量应用背景 |
| 1.3 细胞力学特性测量的国内外研究现状 |
| 1.3.1 细胞操控技术研究现状 |
| 1.3.2 基于光镊技术的细胞生物力学研究现状 |
| 1.3.3 细胞形貌测量方法研究现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第二章 基于光镊技术的细胞力学特性测量原理 |
| 2.1 光镊对微粒的捕获与操控原理 |
| 2.1.1 光镊操控技术的力学分析 |
| 2.1.2 单光阱操控与多光阱操控 |
| 2.1.3 光镊系统重要参数调节 |
| 2.2 细胞膜结构与细胞力学行为分析 |
| 2.2.1 细胞膜结构组成 |
| 2.2.2 血细胞的力学行为分析 |
| 2.3 细胞力学模型分析 |
| 2.3.1 细胞膜的基本物理性质分析 |
| 2.3.2 细胞膜受力的动态力学模型分析 |
| 2.4 细胞膜剪切模量测量原理 |
| 2.5 细胞微形变测量原理 |
| 2.5.1 离轴全息数字显微技术 |
| 2.5.2 由干涉条纹提取相位信息 |
| 2.5.3 被测样本的三维形貌恢复 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于光镊技术的血红细胞大形变力学特性测量研究 |
| 3.1 基于光镊技术与倒置显微镜的测量系统 |
| 3.2 血红细胞的建模仿真 |
| 3.3 测量氧化应激反应对血红细胞膜剪切模量的影响 |
| 3.3.1 测量氧化应激反应对细胞剪切模量影响的背景和意义 |
| 3.3.2 细胞样品制备 |
| 3.3.3 测量过程 |
| 3.3.4 结果分析 |
| 3.4 测量细胞外钙离子浓度变化对血红细胞膜弹性的影响 |
| 3.4.1 测量钙离子浓度对细胞弹性影响的背景和意义 |
| 3.4.2 细胞样品制备 |
| 3.4.3 测量过程 |
| 3.4.4 结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于光镊技术及离轴数字全息显微的测量方法研究 |
| 4.1 基于光镊技术与离轴数字全息显微的测量系统 |
| 4.1.1 系统结构 |
| 4.1.2 干涉条纹可见度调节 |
| 4.1.3 物光与参考光的夹角调节 |
| 4.1.4 系统中的光阱位置标定 |
| 4.2 基于光镊技术与离轴数字全息显微系统的实验研究 |
| 4.2.1 血红细胞的三维形貌恢复 |
| 4.2.2 不同粒径微球的三维形貌恢复 |
| 4.2.3 测量方法的精度分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 血红细胞微小形变力学特性测量 |
| 5.1 测量正常血红细胞微形变力学特性 |
| 5.1.1 细胞样品制备 |
| 5.1.2 测量方法 |
| 5.1.3 结果分析 |
| 5.2 测量氧化应激状态下的血红细胞微形变力学特性 |
| 5.2.1 细胞样品制备 |
| 5.2.2 测量方法 |
| 5.2.3 结果分析 |
| 5.3 测量血红细胞形变后的形貌恢复 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（9）基于激光诱导微泡的全光纤杂质收集器（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 气浮法净水技术 |
| 1.1.1 气浮技术的发展 |
| 1.1.2 气浮工艺类型 |
| 1.2 微泡技术的研究 |
| 1.2.1 常见产生微泡的方法 |
| 1.2.2 微泡技术的应用 |
| 1.3 基于光镊技术的微泡研究 |
| 1.3.1 光镊技术的概述 |
| 1.3.2 光镊技术的发展 |
| 1.3.3 光镊技术的应用 |
| 1.3.4 光镊技术产生微泡的方法及应用 |
| 1.4 论文的课题意义 |
| 第2章 基于激光诱导微泡的全光纤杂质收集器理论研究 |
| 2.1 基于激光诱导微泡的全光纤杂质收集器的功能和方案原理 |
| 2.2 热传递基本原理简述 |
| 2.3 气浮法基本原理简述 |
| 2.4 流体动力学基本原理简述 |
| 2.5 物理过程仿真结果 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于激光诱导微泡的全光纤杂质收集器实验装置与方法 |
| 3.1 基于激光诱导微泡的全光纤杂质收集器实验装置 |
| 3.1.1 实验装置概述 |
| 3.1.2 实验溶液的配置 |
| 3.1.3 激光光源的选取 |
| 3.2 实验系统的搭建 |
| 3.2.1 光纤探针的制备 |
| 3.2.2 光路耦合的参数调试 |
| 3.2.3 杂质提取装置的优化 |
| 3.3 实验的操作流程 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于光镊技术的微泡生成和杂质处理实验 |
| 4.1 基于单模光纤光镊探针的杂质收集器 |
| 4.2 基于中空双悬挂芯光纤光镊探针杂质收集器 |
| 4.2.1 激光诱导微泡的生长 |
| 4.2.2 入射激光功率对微泡生长情况的影响 |
| 4.2.3 污水浓度对微泡生长情况的影响 |
| 4.3 污水杂质的收集和过滤 |
| 4.3.1 杂质收集和过滤实验 |
| 4.3.2 入射激光功率对杂质收集效果的影响 |
| 4.4 机油溶液中生成微泡实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（10）圆形艾里涡旋光的特性研究及其在微操控中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 光镊的提出 |
| 1.1.2 全息光镊 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文的研究目标和内容 |
| 第二章 圆形艾里涡旋光的产生及传输特性研究 |
| 2.1 艾里光的基本理论 |
| 2.1.1 理想艾里光束简介 |
| 2.1.2 一维有限能量的艾里光束 |
| 2.1.3 二维有限能量的艾里光束 |
| 2.1.4 圆形艾里涡旋光束的理论基础 |
| 2.1.5 光的传输理论基础 |
| 2.2 艾里光的产生与传输特性研究 |
| 2.2.1 实验系统搭建 |
| 2.2.2 实验结果及分析 |
| 2.3 圆形艾里涡旋光的产生与传输特性研究 |
| 2.3.1 实验装置 |
| 2.3.2 圆形艾里涡旋光的自聚焦特性 |
| 2.3.3 圆形艾里涡旋光的奇点特性 |
| 2.3.4 圆形艾里涡旋光的自修复性 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 圆形艾里涡旋光的深聚焦特性研究 |
| 3.1 深聚焦理论基础 |
| 3.2 深聚焦的数值仿真 |
| 3.2.1 X向线偏振光 |
| 3.2.2 Y向线偏振光 |
| 3.2.3 左旋圆偏振光 |
| 3.2.4 右旋圆偏振光 |
| 3.2.5 径向偏振光 |
| 3.2.6 角向偏振光 |
| 3.3 圆形艾里涡旋光各参数对深聚焦特性的影响 |
| 3.3.1 拓扑荷对深聚焦特性的影响 |
| 3.3.2 截止系数对深聚焦特性的影响 |
| 3.3.3 尺度因子对深聚焦特性的影响 |
| 3.3.4 第一主环半径对深聚焦特性的影响 |
| 3.3.5 NA值对深聚焦特性的影响 |
| 3.4 应用 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 圆形艾里涡旋光作用于微粒的光学力研究 |
| 4.1 粒子捕获的基本理论 |
| 4.1.1 几何光学模型 |
| 4.1.2 米氏模型 |
| 4.1.3 瑞利模型 |
| 4.2 圆形艾里涡旋光作用于瑞利粒子的光学力研究 |
| 4.2.1 偏振态对粒子捕获稳定性的影响 |
| 4.2.2 右旋圆偏振圆形艾里涡旋光束对高低折射率粒子的捕获 |
| 4.2.3 不同参数的输入光对粒子捕获稳定性分析 |
| 4.3 圆形艾里涡旋光对瑞利微粒的光力矩 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于圆形艾里涡旋光的微粒操控系统 |
| 5.1 实验系统的构建 |
| 5.1.1 器件的选择 |
| 5.1.2 系统结构 |
| 5.2 全息图的生成 |
| 5.3 微粒操控的实验结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者在攻读博士学位期间公开发表的论文 |
| 作者在攻读博士学位期间所参加的科研项目 |
| 致谢 |
四、光镊技术的发展与应用（论文参考文献）
- [1]局域空心光束的调控及光场特性研究[D]. 林兴磊. 长春理工大学, 2021(02)
- [2]操纵微纳颗粒的“光之手”——光镊技术研究进展[J]. 闵长俊,袁运琪,张聿全,汪先友,张治斌,袁小聪. 深圳大学学报(理工版), 2020(05)
- [3]部分相干涡旋光束的传输特性及辐射力研究[D]. 董淼. 电子科技大学, 2020(03)
- [4]高重复频率飞秒激光脉冲作用在电介质瑞利粒子上的光力研究[D]. 贡丽萍. 东南大学, 2020(02)
- [5]光镊系统的衍射图样及其应用于微粒操控的研究[D]. 刘爱银. 合肥工业大学, 2020(02)
- [6]光镊技术中的异常受力研究[D]. 付孔文. 深圳大学, 2020(02)
- [7]光镊技术在生命科学研究中的应用现状[J]. 李银妹,王浩威,龚雷. 生物学杂志, 2019(03)
- [8]基于光镊技术的细胞力学特性测量方法研究[D]. 刘佳琪. 天津大学, 2019(06)
- [9]基于激光诱导微泡的全光纤杂质收集器[D]. 张瑞伟. 哈尔滨工程大学, 2019(04)
- [10]圆形艾里涡旋光的特性研究及其在微操控中的应用[D]. 陈木生. 上海大学, 2019