專利名稱：：一種微光手與微存儲(chǔ)腔的組合裝置及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于光纖
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種基于三芯中空管狀光纖制作的微光手與微存儲(chǔ)腔的組合裝置。
背景技術(shù)：
：光鑷是指利用光強(qiáng)度分布的梯度力和光散射力俘獲和操縱微小粒子的工具。自從1986年Askin[A.Ashkin，J.M.Dziedzic，J.E.Bjorkholm，andS.Chu，Observationofasingle—beamgradientforceopticaltrapfordielectricparticles,Opt丄ett.11，288-290，1986]把單束激光引入高數(shù)值孔徑物鏡形成了三維光學(xué)勢阱，實(shí)現(xiàn)了對粒子的三維空間控制后，光鑷技術(shù)迅速地發(fā)展成為重要的研究技術(shù)手段，并促進(jìn)了若干交叉領(lǐng)域的快速發(fā)展。例如在微小粒子的捕獲和搬運(yùn)、皮牛級力的測量、微機(jī)械與微器件的組裝等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。特別在生命科學(xué)領(lǐng)域，光鑷技術(shù)以其非接觸式、無損探測的本質(zhì)特性顯示了其無與倫比的優(yōu)勢，對于推動(dòng)生命科學(xué)的發(fā)展和微生命體的操縱發(fā)揮了巨大的作用。光鑷俘獲的粒子尺度可以從幾納米到幾十微米，可以為剛性顆粒，也可以是軟物質(zhì)顆粒；可以為無生命的顆粒，也可以是活體細(xì)胞或病毒。傳統(tǒng)光鑷通常是基于光學(xué)顯微鏡系統(tǒng)構(gòu)建的，它通過顯微物鏡將激光束聚焦，利用聚焦中心附近的梯度力場形成光阱，對微小粒子進(jìn)行捕獲和操縱。傳統(tǒng)光鑷技術(shù)成熟，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜且缺乏柔性，體積龐大，價(jià)格昂貴，并且光阱移動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜，操作技能要求高。為此，提出了光波導(dǎo)光鑷技術(shù)方案，借助于在同一塊材料基體上的多個(gè)波導(dǎo)通道來實(shí)現(xiàn)微小粒子的捕獲[陸思，楊昌喜，周兆英，光波導(dǎo)光鉗系統(tǒng)，中國發(fā)明專利，公開號CN1740831A]，鑒于該光波導(dǎo)光鑷端具有體積較大，制備難度大的不足，人們進(jìn)一步發(fā)展了光纖光鑷技術(shù)[A.Constable,J.Kim，J.Mervis，F(xiàn).Zarinetchi，andM.Prentiss,Demonstrationofafiber_opticallight_forcetr即，Opt丄ett.18，1867-1869，1993;ZhihaiLiu，ChengkaiGuo，J皿Yang，andLiboYuan,Taperedfiberopticaltweezersformicroscopicparticletr即ping-fabricationandapplication,OpticsExpress,14(25)，12510-12516，2006]。光纖光鑷結(jié)構(gòu)簡單，可以制成微型探針形式，光阱及其操縱與光學(xué)顯微系統(tǒng)分離，因此光阱操縱靈活，系統(tǒng)自由度大?，F(xiàn)有在先技術(shù)中存在幾種技術(shù)較為先進(jìn)的光纖光鑷技術(shù)，如將兩根單模光纖的端面研磨成錐體，在錐體尖端形成一個(gè)半球面，使得出射光束具有弱聚焦特性，將這兩根光纖成一定光軸夾角放置，交疊光場形成的光阱可以實(shí)現(xiàn)微粒的捕獲和懸浮[E.R.LyonsandG.J.Sonek，Confinementandbistabilityinat鄰eredhemisphericallylensedopticalfibertr即，Appl.Phys丄ett.66，1584-1586,1995];公開號為CN1963583A的發(fā)明專利將一段光纖的一端熔拉制成具有拋物線形微結(jié)構(gòu)的光纖針。將激光耦合到光纖的另一端中，激光從光纖針出射后在光纖針前端形成的小于1微米腰斑直徑的匯聚光場，能夠形成穩(wěn)定的三維光勢阱，從而實(shí)現(xiàn)單光纖光鑷[劉志海，苑立波，楊軍，拋物線形微結(jié)構(gòu)單光纖光鑷的熔拉制作方法，中國專利，公開號CN1963583A];公開號CN101118300的中國發(fā)明專利給出了一種小芯徑超高數(shù)值孔徑錐體光纖光鑷及其制作方法。它是采用小芯徑超高數(shù)值孔徑光纖加工而成的，其光纖端被研磨成錐體形狀。由于該光纖尖端的大數(shù)值孔徑而形成的發(fā)散光場可形成較大的光場梯度力勢阱，因而可以克服粒子的自重，實(shí)現(xiàn)對微小粒子的單光纖三維俘獲[苑立波，楊軍，劉志海，超高數(shù)值孔徑錐體光纖光鑷技術(shù)]。為了進(jìn)一步對所捕獲的微小粒子的姿態(tài)進(jìn)行控制，公開號為CN101149449的中國發(fā)明專利文件中又給出了一種雙芯光纖光鑷[苑立波；劉志海；楊車，用來俘獲微小粒子的雙芯單光纖光鑷及其制作方法]。盡管上述由光纖構(gòu)成光鑷的在先技術(shù)具有一定的優(yōu)點(diǎn)，但仍然存在一些不足。例如，對于捕獲的粒子，無處存放。對于數(shù)量較大的多個(gè)粒子搬運(yùn)與組裝任務(wù)，其操縱與裝配效率低。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種既可以捕獲的粒子、又可以存放粒子，更適合于完成數(shù)量較大的多個(gè)粒子搬運(yùn)與組裝任務(wù)的一種微光手與微存儲(chǔ)腔的組合裝置。本發(fā)明的目的還在于提供一種微光手與微存儲(chǔ)腔組合裝置的制作方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的微光手與微存儲(chǔ)腔的組合裝置包括一段中空管狀三芯光纖和焊接在中空管狀三芯光纖的一端的一段標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖，中空管狀三芯光纖與標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖的焊接處拉制成第一錐體，在中空管狀三芯光纖的一點(diǎn)處通過實(shí)施二次加熱拉錐制成第二錐體，在兩個(gè)錐體之間形成一個(gè)三光束馬赫_曾德干涉儀，中空管狀三芯光纖的另一端加工成錐體構(gòu)成微光手端，在中空管狀三芯光纖的微光手端的任意一點(diǎn)的側(cè)面開有一個(gè)小孔，該小孔開在兩個(gè)纖芯之間并與一個(gè)氣壓調(diào)整裝置相連接。本發(fā)明的微光手與微存儲(chǔ)腔的組合裝置還包括以下的特征1、所述的中空管狀三芯光纖的管壁材料是石英或玻璃，其三個(gè)纖芯的折射率比管壁的石英或玻璃材料略高，三個(gè)光纖芯位于管壁之間，纖芯形狀是圓形、橢圓形、方形或長方形中的一種。2、所述的中空管狀三芯光纖的另一端加工成錐體構(gòu)成微光手端中的錐體的半錐角為10°80°度之間的任何一個(gè)角度。3、所述的標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖是多模光纖或單模光纖。4、第一錐體和第二錐體外套有石英套管。本發(fā)明所述的微光手與微存儲(chǔ)腔組合裝置的制作方法為分別取一段中空管狀三芯光纖和一段實(shí)心標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖進(jìn)行加工制作。(1)在一段中空管狀三芯光纖的一端加工成錐體形成微光手端，使得出射光形成交叉組合光場，實(shí)現(xiàn)對微小粒子的抓??；(2)在中空管狀三芯光纖的另一端，與一段標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖焊接，并將焊接處進(jìn)行加熱并拉制成錐體，使得來標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖的光源能夠注入到中空管狀三芯光纖的三個(gè)纖芯中；(3)在中空管狀三芯光纖的光出射端和標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖焊接拉錐點(diǎn)之間的某點(diǎn)實(shí)施二次加熱拉錐，使得兩個(gè)拉錐點(diǎn)之間形成一個(gè)馬赫_曾德干涉儀，通過對該干涉儀實(shí)施相位控制，實(shí)現(xiàn)對三個(gè)出射光束強(qiáng)度的控制，完成光手的功能；(4)在中空管狀三芯光纖的微光手端的任意一點(diǎn)的側(cè)面開一個(gè)小孔，該小孔開在兩個(gè)纖芯之間并與一個(gè)氣壓調(diào)整裝置相連接，用于對管狀光纖內(nèi)的微小粒子施加一個(gè)微小的正壓或負(fù)壓力，實(shí)現(xiàn)對大量微小粒子的儲(chǔ)運(yùn)。本發(fā)明的微光手與微存儲(chǔ)腔組合裝置的制作方法還包括以下一些特征1、所述的在一段中空管狀三芯光纖的一端加工成錐體是通過精密研磨或化學(xué)腐蝕方法或深紫外激光微加工技術(shù)加工。2、所述的在中空管狀三芯光纖的微光手端的任意一點(diǎn)的側(cè)面開一個(gè)小孔是通過精密研磨方法或深紫外激光微加工技術(shù)加工。3、所述的將焊接處進(jìn)行加熱并拉制成錐體，所用的加熱方法是氫氧燃或C02激光器或電弧或高溫電阻的任一種。4、所述的在中空管狀三芯光纖的光出射端和標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖焊接拉錐點(diǎn)之間的某點(diǎn)實(shí)施二次加熱拉錐，所用的加熱方法是氫氧燃或(A激光器或電弧或高溫電阻的任一種。本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種微光手與微存儲(chǔ)腔的組合裝置及其制作方法。這種微光手與微存儲(chǔ)腔的組合是在三芯中空管狀光纖的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。通過對中空管狀三芯光纖端的研磨加工，利用外部折射或內(nèi)部反射與外部折射聯(lián)合作用的方式，使得中空三芯光纖出射的光場能夠匯聚形成交叉組合光場。該光場的交匯區(qū)構(gòu)成了一個(gè)光勢阱，利用該勢阱能夠?qū)崿F(xiàn)微小粒子在三維空間內(nèi)的捕獲、移動(dòng)等操作。在這個(gè)裝置中，空心管形成了一個(gè)存儲(chǔ)微腔，可以方便的將多個(gè)微小粒子存入或取出。通過將這種中空管狀三芯光纖與標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖的耦合連接，可以將一個(gè)三光束馬赫_曾德干涉儀嵌入三芯空心管狀光纖中，借助于調(diào)整集成在一根光纖中的三光束馬赫-曾德干涉儀的相位，實(shí)現(xiàn)對三個(gè)出射光束光強(qiáng)度的控制，能夠完成對俘獲的微小粒子進(jìn)行抓取、調(diào)整其方位以及旋轉(zhuǎn)等類似于手的功能的操作。該裝置的主要優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在微光手與微存儲(chǔ)腔的功能的結(jié)合上，微光手對于微小粒子的獲取與控制更加靈活，而空心管狀三芯光纖為微小粒子提供了一個(gè)存儲(chǔ)場所，因而該工具能夠完成對大量微小粒子實(shí)施連續(xù)的抓取、儲(chǔ)運(yùn)與組裝的任務(wù)。本發(fā)明所采取的主要技術(shù)手段是將三芯中空管狀光纖的一端加工成錐體，使得出射光形成數(shù)值孔徑較大的交叉組合光場，實(shí)現(xiàn)對微小粒子的抓取。在三芯中空管狀光纖的另一端，與一段標(biāo)準(zhǔn)實(shí)心光纖焊接，并將焊接處拉制成錐體，使得來自標(biāo)準(zhǔn)光纖的光源能夠注入到中空管狀光纖的三個(gè)纖芯中。在三芯中空管狀光纖光出射端和標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖焊接拉錐點(diǎn)之間的某點(diǎn)實(shí)施二次加熱拉錐，使得兩個(gè)拉錐點(diǎn)之間形成了一個(gè)三光束馬赫_曾德干涉儀，通過對該干涉儀實(shí)施相位控制，實(shí)現(xiàn)對三個(gè)出射光束強(qiáng)度的控制，完成對抓獲的微小粒子進(jìn)行方位調(diào)整或旋轉(zhuǎn)等光手的功能。在三芯中空管狀光纖微光手端的任意某點(diǎn)的側(cè)面開有一個(gè)小孔，該小孔開在兩個(gè)纖芯之間并與一個(gè)氣壓調(diào)整裝置相連接，用于對管狀光纖內(nèi)的微小粒子施加一個(gè)微小的正壓或負(fù)壓力，實(shí)現(xiàn)對大量微小粒子的儲(chǔ)運(yùn)。本發(fā)明的主要特點(diǎn)在于(l)所使用的光纖為中空管狀三芯光纖；(2)這種微光手是在三芯中空管狀光纖的一端加工成錐體，使得出射光形成數(shù)值孔徑較大的交叉組合光場，實(shí)現(xiàn)對微小粒子的抓?。?3)在三芯中空管狀光纖的另一端，與一段標(biāo)準(zhǔn)實(shí)心光纖焊接，并將焊接處拉制成錐體，使得來自標(biāo)準(zhǔn)光纖的光源能夠注入到中空管狀光纖的三個(gè)纖芯中；(4)在三芯中空管狀光纖光出射端和標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖焊接拉錐點(diǎn)之間的某點(diǎn)實(shí)施二次加熱拉錐，使得兩個(gè)拉錐點(diǎn)之間形成了一個(gè)三光束馬赫_曾德干涉儀，通過對該干涉儀實(shí)5施相位控制，實(shí)現(xiàn)對三個(gè)出射光束強(qiáng)度的控制，完成對抓獲的微小粒子進(jìn)行方位調(diào)整或旋轉(zhuǎn)等光手的功能；(5)在三芯中空管狀光纖微光手端的任意某點(diǎn)的側(cè)面開有一個(gè)小孔，該小孔開在兩個(gè)纖芯之間并與一個(gè)氣壓調(diào)整裝置相連接，用于對管狀光纖內(nèi)的微小粒子施加一個(gè)微小的正壓或負(fù)壓力，實(shí)現(xiàn)對大量微小粒子的儲(chǔ)運(yùn)。圖1是一種具有圓形的三芯結(jié)構(gòu)的空心管狀光纖橫斷面圖。圖2是具有管狀空心腔的三芯光纖端被研磨成錐體所形成的折射型三芯微光手示意圖。圖3是具有管狀空心腔的三芯光纖端被研磨成空心錐形圓臺(tái)體所形成的全內(nèi)反射——折射型微光手示意圖。圖4是空心管狀三芯光纖與標(biāo)準(zhǔn)單?；蚨嗄９饫w的焊接示意圖。圖5是空心管狀三芯光纖與標(biāo)準(zhǔn)單?；蚨嗄９饫w在焊點(diǎn)處經(jīng)過拉錐后的光耦合連接示意圖。圖6是基于空心管狀三芯光纖的具有儲(chǔ)運(yùn)微腔的微光手全貌示意圖。圖7是對所發(fā)明的具有空心儲(chǔ)運(yùn)微腔的微光手裝置中的兩個(gè)錐形耦合過渡區(qū)采用石英毛細(xì)管進(jìn)行保護(hù)封裝的示意圖。圖8是所發(fā)明的具有空心儲(chǔ)運(yùn)微腔的微光手裝置中的微壓力調(diào)連接部件的示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)地描述圖1是一種具有圓形的三芯結(jié)構(gòu)的空心管狀光纖橫斷面圖，其三個(gè)導(dǎo)光纖芯位于中空管內(nèi)壁。其中1為中空管狀三芯光纖的空腔；2為圓形波導(dǎo)光纖芯；3是折射率較低的石英或玻璃基體。圖2是具有管狀空心腔的三芯光纖端被研磨成錐體所形成的折射型三芯微光手示意圖。其中1為中空管狀三芯光纖的空腔；2為圓形波導(dǎo)光纖芯；4為研磨成錐體的空心管狀光纖端；5是裸露在錐體表面的處于環(huán)形分布狀態(tài)的光纖芯；6是三出射光束的交匯中心點(diǎn)；7是三出射光束的遠(yuǎn)場交疊區(qū)。圖3是具有管狀空心腔的三芯光纖端被研磨成空心錐形圓臺(tái)體所形成的全內(nèi)反射——折射型微光手示意圖。其中1為中空管狀三芯光纖的空腔；2為圓形波導(dǎo)光纖芯；4為研磨成錐體的空心管狀光纖端；5是裸露在錐體表面的處于環(huán)形分布狀態(tài)的光纖芯；6是三出射光束的交匯中心點(diǎn)；7是經(jīng)由圓錐壁全反射后到達(dá)空心錐形圓臺(tái)體上端面的三個(gè)圓形光場分布區(qū)；8是三個(gè)光纖芯各自出射的遠(yuǎn)場光錐。圖4是空心管狀三芯光纖與標(biāo)準(zhǔn)單?；蚨嗄９饫w的焊接示意圖。其中1為三芯光纖的空心管狀微腔；2為三個(gè)光纖芯；9為單芯光纖與空心管狀三芯光纖的焊點(diǎn)處；10為普通單芯光纖。圖5是空心管狀三芯光纖與標(biāo)準(zhǔn)單?；蚨嗄９饫w在焊點(diǎn)處經(jīng)過拉錐后的光耦合連接示意圖。其中1為三芯光纖的空心管狀微腔；2為三個(gè)光纖芯；10為普通單芯光纖；11為拉制成雙錐體的兩光纖連接過渡區(qū)。圖6是基于空心管狀三芯光纖的具有儲(chǔ)運(yùn)微腔的微光手全貌示意圖。其中1為三芯光纖的空心管狀微腔；3為空心管狀三芯光纖；10為普通單芯光纖；11為拉制成雙錐體的兩光纖連接過渡區(qū)；12為抓取的微小粒子；13為在空心管狀三芯光纖側(cè)壁經(jīng)過微加工而形成的一個(gè)小孔，與外界的一個(gè)微壓力調(diào)整裝置相連接，用于控制毛細(xì)管內(nèi)的壓力；14為注入的光源。圖7是對所發(fā)明的具有空心儲(chǔ)運(yùn)微腔的微光手裝置中的兩個(gè)錐形耦合過渡區(qū)采用石英毛細(xì)管進(jìn)行保護(hù)封裝的示意圖。其中3為空心管狀三芯光纖；10為普通單芯光纖；11為拉制成雙錐體的兩光纖連接過渡區(qū)；15為用于保護(hù)錐形耦合連接區(qū)的石英套管。圖8是所發(fā)明的具有空心儲(chǔ)運(yùn)微腔的微光手裝置中的微壓力調(diào)連接部件的示意圖。該連接部件是一個(gè)三通套接體，該套接體套接在空心管狀三芯光纖的側(cè)面開孔處，其外接微壓力管道正對著光纖側(cè)面的小孔。其中1為三芯光纖的空心管狀微腔；3為空心管狀三芯光纖；12為抓取的微小粒子；13為在空心管狀三芯光纖側(cè)壁經(jīng)過微加工而形成的一個(gè)小孔，與微壓力連接部件16相連接；17為連接部件16的微壓力管道，用于控制中空光纖微腔內(nèi)的壓力。實(shí)施例(一)圖2給出了本發(fā)明的一種錐體光纖微光手的實(shí)施方法。其實(shí)施過程如下步驟l，錐體研磨取一段圖1所示的具有中空管狀三芯光纖，該光纖的三個(gè)導(dǎo)光芯子位于中空微腔的管壁中。借助于裸光纖端研磨系統(tǒng)，將其一端研磨成如圖2所示的圓錐體形狀，為了保證出射光經(jīng)過圓錐面折射后能夠形成相互交叉的組合光束，半錐角a控制在Ji/2-arCSin(niiquid/nc。re)<a<Ji/2的范圍內(nèi)。對于纖芯折射率nc。re=1.4868，包層折射率n^dd^=1.4571，和光纖微光手所處的液體折射率r^^=1.333的情況下，該半錐角的范圍應(yīng)控制在26.3。80°之間。步驟2，錐體拋光將上述研磨好的光纖錐體置于裸光纖拋光系統(tǒng)進(jìn)行拋光，在顯微鏡下經(jīng)過檢測合格后，放在超聲清洗槽中清洗、烘干備用；步驟3，耦合連接將制備好的錐體光纖的另一端進(jìn)行涂敷層祛除、切割，然后與帶有光源尾纖的單模光纖或多模光纖進(jìn)行焊接。在如圖4所示的焊點(diǎn)9處進(jìn)行加熱至軟化狀態(tài)，然后進(jìn)行拉錐，并進(jìn)行光功率監(jiān)測，直到耦合到具有三芯光纖的光功率達(dá)到最大時(shí)為止；步驟4，封裝保護(hù)將內(nèi)徑大于標(biāo)準(zhǔn)光纖或空心管狀三芯光纖的石英套管調(diào)至圖5所示的錐體耦合區(qū)11處，然后在石英套管兩端用(A激光器加熱焊接密封，或者用還氧樹脂封裝固化，然后進(jìn)行二次涂覆完成整體保護(hù)；步驟5，在上述空心管狀三芯光纖的某處，進(jìn)行涂敷層祛除。在祛除涂敷層中部進(jìn)行加熱至軟化狀態(tài)，然后進(jìn)行拉錐，同步驟3;步驟6，封裝保護(hù)對于在空心管狀三芯光纖上拉制的錐體進(jìn)行封裝保護(hù)，同步驟4;步驟7，側(cè)孔加工在空心管狀三芯光纖錐體封裝保護(hù)石英套管處和空心管狀三芯光纖錐體端之間，采用波長為157nm的深紫外激光器或飛秒激光器在空心管狀三芯光纖的側(cè)壁加工一個(gè)直徑約2030微米的小孔，該小孔在兩個(gè)纖芯之間；步驟8，微壓力部件連接將所加工的帶有微孔的三芯光纖與圖8所示的三通部件相連接，并進(jìn)行密封。該三通部件的微壓力管道13與微壓力調(diào)整裝置相連接。就完成了本發(fā)明所述的微光手與微存儲(chǔ)腔的組合裝置。實(shí)施例(二)圖3給出了本發(fā)明給出的另一種具有具有空心管狀微腔的三芯光纖微光手組合裝置的實(shí)施方法。其實(shí)施過程如下步驟l，錐體研磨取一段圖l-b所示的空心管狀三芯光纖，借助于裸光纖端研磨系統(tǒng)，將其一端研磨成如圖3所示的錐體圓臺(tái)形狀，為了保證出射光經(jīng)過圓臺(tái)錐面4后能夠形成全內(nèi)反射光，在經(jīng)過錐體圓臺(tái)頂端面的折射，形成相互交叉的光束，半錐角a應(yīng)控制在0<a<Ji/2-arcsin(n一id/rw》的范圍內(nèi)。對于纖芯折射率nrare=1.4868，包層折射率n^dd加=1.4571，和光纖光鑷所處的液體折射率n^er=1.333的情況下，該半錐角a的范圍應(yīng)控制在1026.3°之間。步驟2，錐體拋光將上述研磨好的光纖錐形圓臺(tái)置于裸光纖拋光系統(tǒng)進(jìn)行拋光，在顯微鏡下經(jīng)過檢測合格后，放在超聲清洗槽中清洗、烘干備用；步驟3，耦合連接將制備好的錐體光纖的另一端進(jìn)行涂敷層祛除、切割，然后與帶有光源尾纖的單模光纖或多模光纖進(jìn)行焊接。在如圖4所示的焊點(diǎn)9處進(jìn)行加熱至軟化狀態(tài)，然后進(jìn)行拉錐，并進(jìn)行光功率監(jiān)測，直到耦合到具有三芯光纖的光功率達(dá)到最大時(shí)為止；步驟4，封裝保護(hù)將內(nèi)徑大于標(biāo)準(zhǔn)光纖或空心管狀三芯光纖的石英套管調(diào)至圖5所示的錐體耦合區(qū)11處，然后在石英套管兩端用(A激光器加熱焊接密封，或者用還氧樹脂封裝固化，然后進(jìn)行二次涂覆完成整體保護(hù)；步驟5，在上述空心管狀三芯光纖的某處，進(jìn)行涂敷層祛除。在祛除涂敷層中部進(jìn)行加熱至軟化狀態(tài)，然后進(jìn)行拉錐，同步驟3;步驟6，封裝保護(hù)對于在空心管狀三芯光纖上拉制的錐體進(jìn)行封裝保護(hù)，同步驟4;步驟7，側(cè)孔加工在空心管狀三芯光纖錐體封裝保護(hù)石英套管處和空心管狀三芯光纖錐體端之間，采用波長為157nm的深紫外激光器或飛秒激光器在空心管狀三芯光纖的側(cè)壁加工一個(gè)直徑約2030微米的小孔，該小孔在兩個(gè)纖芯之間；步驟8，微壓力部件連接將所加工的帶有微孔的三芯光纖與圖8所示的三通部件相連接，并進(jìn)行密封。該三通部件的微壓力管道13與微壓力調(diào)整裝置相連接。就完成了本發(fā)明所述的微光手與微存儲(chǔ)腔的組合裝置。權(quán)利要求一種微光手與微存儲(chǔ)腔的組合裝置，其特征是包括一段中空管狀三芯光纖和焊接在中空管狀三芯光纖的一端的一段標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖，中空管狀三芯光纖與標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖的焊接處拉制成第一錐體，在中空管狀三芯光纖的一點(diǎn)處通過實(shí)施二次加熱拉錐制成第二錐體，在兩個(gè)錐體之間形成一個(gè)三光束馬赫-曾德干涉儀，中空管狀三芯光纖的另一端加工成錐體構(gòu)成微光手端，在中空管狀三芯光纖的微光手端的任意一點(diǎn)的側(cè)面開有一個(gè)小孔，該小孔開在兩個(gè)纖芯之間并與一個(gè)氣壓調(diào)整裝置相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微光手與微存儲(chǔ)腔的組合裝置，其特征是所述的中空管狀三芯光纖的管壁材料是石英或玻璃，其三個(gè)纖芯的折射率比管壁的石英或玻璃材料略高，三個(gè)光纖芯位于管壁之間，纖芯形狀是圓形、橢圓形、方形或長方形中的一種。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種微光手與微存儲(chǔ)腔的組合裝置，其特征是所述的中空管狀三芯光纖的另一端加工成錐體構(gòu)成微光手端中的錐體的半錐角為10°80°度之間的任何一個(gè)角度。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種微光手與微存儲(chǔ)腔的組合裝置，其特征是所述的標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖是多模光纖或單模光纖。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種微光手與微存儲(chǔ)腔的組合裝置，其特征是第一錐體和第二錐體外套有石英套管。6.—種微光手與微存儲(chǔ)腔組合裝置的制作方法為分別取一段中空管狀三芯光纖和一段實(shí)心標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖進(jìn)行如下加工制作；(1)在一段中空管狀三芯光纖的一端加工成錐體形成微光手端，使得出射光形成交叉組合光場；(2)在中空管狀三芯光纖的另一端，與一段標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖焊接，并將焊接處進(jìn)行加熱并拉制成錐體，使得來標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖的光源能夠注入到中空管狀三芯光纖的三個(gè)纖芯中；(3)在中空管狀三芯光纖的光出射端和標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖焊接拉錐點(diǎn)之間的某點(diǎn)實(shí)施二次加熱拉錐，使得兩個(gè)拉錐點(diǎn)之間形成一個(gè)馬赫_曾德干涉儀，通過對該干涉儀實(shí)施相位控制，實(shí)現(xiàn)對三個(gè)出射光束強(qiáng)度的控制，完成光手的功能；(4)在中空管狀三芯光纖的微光手端的任意一點(diǎn)的側(cè)面開一個(gè)小孔，該小孔開在兩個(gè)纖芯之間并與一個(gè)氣壓調(diào)整裝置相連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種微光手與微存儲(chǔ)腔組合裝置的制作方法，其特征是所述的在一段中空管狀三芯光纖的一端加工成錐體是通過精密研磨或化學(xué)腐蝕方法或深紫外激光微加工技術(shù)加工。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種微光手與微存儲(chǔ)腔組合裝置的制作方法，其特征是所述的在中空管狀三芯光纖的微光手端的任意一點(diǎn)的側(cè)面開一個(gè)小孔是通過精密研磨方法或深紫外激光微加工技術(shù)加工。9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的一種微光手與微存儲(chǔ)腔組合裝置的制作方法，其特征是所述的將焊接處進(jìn)行加熱并拉制成錐體，所用的加熱方法是氫氧燃或C02激光器或電弧或高溫電阻的任一種。10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的一種微光手與微存儲(chǔ)腔組合裝置的制作方法，其特征是所述的在中空管狀三芯光纖的光出射端和標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖焊接拉錐點(diǎn)之間的某點(diǎn)實(shí)施二次加熱拉錐，所用的加熱方法是氫氧燃或C02激光器或電弧或高溫電阻的任一種。全文摘要本發(fā)明提供的是一種微光手與微存儲(chǔ)腔的組合裝置及其制作方法。包括一段中空管狀三芯光纖和與之焊接的一段標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖，中空管狀三芯光纖與標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖的焊接處拉制成錐體，在中空管狀三芯光纖的一點(diǎn)處通過實(shí)施二次加熱拉錐制成錐體，在兩個(gè)錐體之間形成一個(gè)三光束馬赫-曾德干涉儀，中空管狀三芯光纖的另一端加工成錐體，構(gòu)成微光手端，并在中空管狀三芯光纖上開有一個(gè)小孔，該小孔開在兩個(gè)纖芯之間并與一個(gè)微壓力調(diào)整裝置相連接。微光手對于微小粒子的獲取與控制更加靈活，而三芯光纖的中間空心管為微小粒子提供了一個(gè)存儲(chǔ)場所，通過微壓力調(diào)整裝置，能夠完成對大量微小粒子實(shí)施連續(xù)的抓取、儲(chǔ)運(yùn)與組裝的任務(wù)。文檔編號G02B6/036GK101793995SQ20101010180公開日2010年8月4日申請日期2010年1月28日優(yōu)先權(quán)日2010年1月28日發(fā)明者楊軍,苑立波申請人:哈爾濱工程大學(xué)