1.一种光镊式光纤拉曼探针,包括同轴双波导通道光纤、拉曼激发光传输单模光纤和用于后向拉曼散射光传输的模场匹配大芯径多模光纤,其特征是:所述同轴双波导通道光纤包括中间大芯径纤芯和同轴分布的环形芯,同轴双波导通道光纤的端面经过精细研磨形成旋转对称反射光学结构,所述拉曼激发光传输单模光纤与同轴双波导通道光纤经过侧面抛磨后彼此耦合,所述用于后向拉曼散射光传输的模场匹配大芯径多模光纤与同轴双波导通道光纤连接,所述旋转对称反射光学结构为旋转对称锥面反射汇聚结构,同轴双波导通道光纤的端面由精细研磨形成底角为α的锥形圆台,α≥arcsin(n3/n1),n3为被测物质环境折射率、n1为环形芯的折射率。
2.根据权利要求1所述的光镊式光纤拉曼探针,其特征是:所述旋转对称反射光学结构为旋转对称弧面反射聚焦结构,同轴双波导通道光纤的端面由精细研磨形成反射面是曲率半径为R的旋转对称弧面锥台,R=300~500μm。
3.根据权利要求1或2所述的光镊式光纤拉曼探针,其特征是:拉曼激发光传输单模光纤与激光器连接将激发光从激光器引出,通过侧向拋磨耦合将激发光耦合进同轴双波导通道光纤的环形芯;激发光在同轴双波导通道光纤端面的旋转对称反射光学结构处被完全内反射而汇聚,聚焦的激发光形成可俘获微小粒子的光镊且与俘获的粒子相互作用产生拉曼散射光,同轴双波导通道光纤的中间大芯径纤芯收集后向拉曼散射光,用于后向拉曼散射光传输的模场匹配大芯径多模光纤使收集到的后向拉曼散射光传输到拉曼光谱仪中进行分析。
4.一种权利要求1所述的光镊式光纤拉曼探针的制作方法,其特征是:
步骤一:光路耦合
将同轴双波导通道光纤和单模光纤分别侧抛,并彼此耦合,使得单模光纤内传输的激发光耦合进同轴双波导通道光纤的环形芯内;再将同轴双波导通道光纤的一端与模场匹配大芯径多模光纤焊接,使得拉曼信号光由同轴双波导通道光纤的中间芯进入模场匹配大芯径多模光纤中传输;
步骤二:锥体研磨
将同轴双波导通道光纤放置于光纤端研磨台的夹具上,开启研磨机,进行光纤端平面旋转对称反射聚焦结构的研磨;
在得到平面旋转对称反射聚焦圆台结构的基础上,在研磨的同时调节同轴双波导通道光纤的俯仰角,对旋转对称平面结构进行弧面优化,使其研磨至具有最佳弧度的旋转对称弧面反射聚焦结构;
步骤三:锥体抛光
将研磨好的锥体进行火焰抛光,然后放在超声清洗槽中清洗、烘干备用。