1. 研究目的与意义（文献综述）

最开始，经典光学主要是以电磁辐射本身为研究对象，而近代光学的发展则是以光与物质相互作用为重要的研究内容^[1]。自20世纪60年代激光的发明，为人们研究光与物质相互作用提供了一种崭新的光源。

1986年ashkin成功地利用一束强会聚激光束实现了可以移动生物微粒的三维光场，这一发明被形象地称光学镊子或光镊，直到2018年诺贝尔物理学奖授予美国科学家ashkin，以表彰他在“光学镊子的发明及其在生物领域的应用”突破性贡献^[2][3][4]。

1989年在中国科学技术大学的科学基金资助下，郭光灿教授组织成立了国内第一个光镊技术研究组，2013年他们首次将光镊技术用于动物活体内细胞，开拓了光镊研究活体动物的新领域，使得该技术向医学临床迈出了关键一步。同时在进行另一个研究方向，即利用光镊操控被捏合在单分子上的微米小球来控制单个分子，用光镊提供的皮牛顿力研究生物马达相互作用以及ＲＮＡ分子结构和功能等^[4]。

2. 研究的基本内容与方案

目标：利用流体动力学方法测量透镜式光纤光镊对微粒（如酵母菌）的捕获力，并且分析测量误差

基本内容：1.了解光纤光镊的概念、原理与发展概况；2.学习捕获力的测量方法，如流体力学法、功率谱方法；3.测量不同曲率半径的光纤探针形成的光阱中微粒逃逸速度，根据斯托克斯公式计算出相应的最大捕获力；

拟采用的技术方案及措施：流体力学法；由于光镊的样品一般为悬浮的稀释微粒水溶液，在距离样品室底面适当距离处捕获住１个微粒，然后使溶液相对微粒以一定速度ｖ流动。光阱操纵微粒相对流体运动时,微粒将受到液体的粘性阻力f,f随着粒子的速度的增加而增大.当速度超过一定的临界值,粘性阻力f大于光阱的最大束缚力f时,粒子就会从光阱中逃逸出来.所以最大阱力f_max的测量是基于找出光阱操纵微粒所能达到的最大速度v_max(逃逸速度)，f_max的大小等于v_max的粘性阻力f_max,但方向相反^[12]。f_max由流体力学中的stokes公式给出，即：

3. 研究计划与安排

第1－2周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需原理和技术。

第3－4周：确定方案，完成开题报告。

第5－6周：方熟悉实验系统构成，优化实验方案。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 李银妹,龚雷,李迪,刘伟伟,钟敏成,周金华,王自强,姚焜.光镊技术的研究现况[j].中国激光,2015,42(01):9-28.

[2] 李银妹.生命科学新技术——光镊原理、技术和应用[m].合肥:中国科学技术大学出版社,1996.

[3] 李银妹,姚焜．光镊技术［Ｍ］．北京：科学出版社，2015．