一种具有捕获和运输功能的悬挂芯光纤光镊系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115755278A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211308299.8G02B6/255(2006.01)(22)申请日2022.10.25(71)申请人广州市南沙区北科光子感知技术研究院地址511400广东省广州市南沙区望江二街4号601房之03室申请人北京信息科技大学(72)发明人李红周雅妮祝连庆何巍张东亮夏嘉斌(74)专利代理机构北京恒律知识产权代理有限公司11416专利代理师庞立岩(51)Int.Cl.G02B6/26(2006.01)G02B6/32(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称一种具有捕获和运输功能的悬挂芯光纤光镊系统(57)摘要本发明提供了一种具有捕获和运输功能的悬挂芯光纤光镊系统，包括光纤光源，与所述光纤光源依次连接的单模光纤和悬挂芯探针光纤，其中，所述单模光纤和悬挂芯探针光纤错位熔接，并且所述单模光纤和悬挂芯探针光纤的熔接位置，置于第一毛细管内，所述第一毛细管通过第二毛细管连接微机械泵；其中，所述悬挂芯探针光纤内具有一个微通道，并且在所述悬挂芯探针光纤内至少包括一根第一光纤芯，所述第一光纤芯对准所述单模光纤的第二光纤芯。本发明可以实现目标微粒的捕获与输运，在生物医学领域的单细胞动态操纵和精确诊断疾病方向有巨大潜力。CN115755278ACN115755278A权利要求书1/1页1.一种具有捕获和运输功能的悬挂芯光纤光镊系统，其特征在于，所述系统包括：光纤光源，与所述光纤光源依次连接的单模光纤和悬挂芯探针光纤，其中，所述单模光纤和悬挂芯探针光纤错位熔接，并且所述单模光纤和悬挂芯探针光纤的熔接位置，置于第一毛细管内，所述第一毛细管通过第二毛细管连接微机械泵；其中，所述悬挂芯探针光纤内具有一个微通道，并且在所述悬挂芯探针光纤内至少包括一根第一光纤芯，所述第一光纤芯对准所述单模光纤的第二光纤芯。2.根据权利要求所述的系统，其特征在于，所述悬挂芯探针光纤的一端连接所述单模光纤，另一端形成一个尖端结构；所述尖端结构具有一个平端面，所述微通道和所述光纤芯延伸至所述平端面，当所述光纤光源发出的出射光经所述悬挂芯探针光纤，在所述尖端结构的平端面汇聚形成光学势阱。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述悬挂芯探针光纤采用具有两根光纤芯、一个微通道的单孔双芯偏芯悬挂芯光纤制备。4.根据权利要求2所述系统，其特征在于，所述悬挂芯探针光纤采用单孔双芯悬挂芯光纤制备。5.根据权利要求2所述系统，其特征在于，所述悬挂芯探针光纤采用具有两根纤芯、两个微通道的双芯双孔光纤制备。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光纤光源为输出波长为980nm的光纤光源，所述单模光纤波长为980nm。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述单模光纤和悬挂芯探针光纤熔接处，形成一个倾斜的斜面，使所述悬挂芯探针光纤的微通道连通所述第一毛细管。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一毛细管两端密封，并使所述第一毛细管内腔与所述第二毛细管的内腔连通。9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：耦合器、三维精密位移台、光功率计、列向显微镜以及CCD成像系统，其中，所述单模光纤通过所述耦合器连接所述光纤光源，所述单模光纤连接所述光功率计，所述悬挂芯探针光纤依次连接所述三维精密位移台、所述列向显微镜以及所述CCD成像系统。2CN115755278A说明书1/6页一种具有捕获和运输功能的悬挂芯光纤光镊系统技术领域[0001]本发明涉及光纤检测技术领域，特别是涉及一种具有捕获和运输功能的悬挂芯光纤光镊系统。背景技术[0002]随着科学技术的不断发展，微/纳米级的操控技术变得越发重要，微流控技术指的是使用微管道(尺寸为数十到数百微米)处理或操纵微小流体(体积为纳升到微升)的技术,随着光纤技术日趋成熟，将光纤与微流控技术结合在一起形成的光纤型微流控芯片系统省去了光学聚焦系统，结构简单紧凑，为光与物质之间的相互作用和检测提供了更多机会，提高了粒子控制与传感的协同性。传统光纤型微流控芯片常常以普通光纤作为微流芯片的光输入、输出波导，用以辅助微流控器件实现化学分析、生物合成、药物输送等功能，但是除了造价昂贵、制造工艺困难等问题，微流道与光纤分离使得芯片与光纤的光耦合效率低、样品与光波导接触面积有限等问题限制了光纤型微流控芯片的进一步发展。[0003]1986年，Ashkin开创性地利用一束高度聚焦的光束在水溶液中实现了对微粒的三维稳定捕获，提出了光镊这一概念。光镊是利用高度聚焦的激光束，光和物质的相互作用产生光阱力，在这种相互作用中产生的微小力可以实现对微小物体的捕获与操纵，光镊具有的非接触和无损伤的优点使其尤其