基于光热效应的单光纤捕获方法与仿真分析

基于光热效应的单光纤捕获方法与仿真分析

论文摘要

针对光纤光镊捕获颗粒时直接接触易产生机械损伤的问题,提出了一种基于光热效应的单光纤远距离捕获方法。采用功率低于20 mW的C波段光纤宽带放大自发辐射光源,实现了对中尺度二氧化硅(SiO2)小球的远距离捕获和操控,捕获距离长达800 μm。为探明该捕获机理,采用COMSOL Multiphysics有限元分析软件,仿真模拟了光纤在SiO2悬浮液不同高度位置处形成的温度场分布、对流速度场分布和粒子在溶液中的运动轨迹。研究发现,在光纤操控小球的过程中起主要作用的是热对流产生的曳力,同时调整光纤高度会改变捕获速度和捕获距离。这种光纤微流体装置结构简单、操作灵活,具备在低功率条件下大范围捕获大颗粒的条件。

论文目录

  • 1 引 言
  • 2 实验及结果
  • 3 仿真分析
  •   3.1 流体传热耦合模型
  •   3.2 电磁场模型
  • 4 结 论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 杨敏君,湛位,宋五洲

    关键词: 光纤光学,光操控,光热效应,有限元法,微流控

    来源: 中国激光 2019年08期

    年度: 2019

    分类: 基础科学,信息科技

    专业: 物理学,无线电电子学

    单位: 华中科技大学材料科学与工程学院

    基金: 华中科技大学2016人才引进基金(3004110112)

    分类号: TN253

    页码: 224-231

    总页数: 8

    文件大小: 1221K

    下载量: 119

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