1.一种基于多芯少模光纤的细胞形态分析仪,其特征是:它由模式控制单模光纤(1)、双包层过渡光纤(2)、多孔毛细管(3)、扇入扇出拉锥区(4)、异质多芯光纤(5)、姿态控制单模光纤(6)、双包层过渡光纤(7)、低折射率多孔套管(8)、模式转换拉锥区(9)、多芯少模光纤(10)和光纤锥台(11)组成,其中模式控制单模光纤(1)输入的光波,经双包层过渡光纤(2)和多孔毛细管(3)拉锥制备得到的扇入扇出拉锥区(4),每根模式控制单模光纤(1)中的光波均被转换至异质多芯光纤(5)对应纤芯的导模;姿态控制单模光纤(6)输入的光波被注入双包层过渡光纤(7),将异质多芯光纤(5)和双包层过渡光纤(7)插入低折射率多孔套管(8)并且进行拉锥,形成模式转换拉锥区(9)输出至多芯少模光纤(10),其中异质多芯光纤(5)中各单模纤芯导模演化为多芯少模光纤(10)中央少模纤芯中的各个导行模式,两类模式的转化呈一一对应关系,同类模式之间无显著串扰,由姿态控制单模光纤(6)输入的光波演化为多芯少模光纤(10)周围纤芯中的基模,将多芯少模光纤(10)的尖端磨锥后电弧放电制成具有球形尖端的光纤锥台(11),使周围纤芯被锥面折射聚焦于光纤前端,用以控制待测粒子(12)的位置和姿态,中央少模纤芯的基模出射光作为STED显微镜的激发光,中央少模纤芯中可容纳的各阶涡旋光束作为STED显微镜的损耗光,其他模式通道可作为荧光信号的检测通道,待测粒子发出的荧光输入中央少模纤芯,并反向穿过整个器件,最终从模式控制单模光纤(1)中输出至探测器。
2.根据权利要求1所述的一种基于多芯少模光纤的细胞形态分析仪,其特征是:所述的异质多芯光纤中部分纤芯的折射率、直径或折射率剖面类型不同,纤芯数量为N,N为整数,N≥3。
3.根据权利要求1所述的一种基于多芯少模光纤的细胞形态分析仪,其特征是:所述的异质多芯光纤中纤芯的折射率剖面是阶跃型、抛物线型、高斯型。
4.根据权利要求1所述的一种基于多芯少模光纤的细胞形态分析仪,其特征是:所述的模式转换拉锥区由特殊结构的异质多芯光纤插入低折射率套管中拉锥制成,其拉锥结构满足绝热转换条件,可以将输入端的高斯基模转换为少模光纤中的涡旋模式,并且两者具有一一对应关系。
5.根据权利要求1所述的一种基于多芯少模光纤的细胞形态分析仪,其特征是:所述的异质多芯光纤的包层结构是单包层或者双包层,在模式转换拉锥区末端收缩后的内包层边界形成的光纤结构与后端输出少模光纤实现模场面积与数值孔径的匹配。
6.根据权利要求1所述的一种基于多芯少模光纤的细胞形态分析仪,其特征是:所述的异质多芯光纤中纤芯之间存在气孔或小芯径纤芯结构,目的是控制其对称超模与反对称超模在模式转化拉锥区中的相位差值。
7.根据权利要求1所述的一种基于多芯少模光纤的细胞形态分析仪,其特征是:所述的多芯少模光纤的中央纤芯为少模纤芯,可容纳多个模式,多芯少模光纤的周围纤芯为单模纤芯,经锥台折射后聚焦,可对待测粒子进行位置和姿态控制。
8.根据权利要求1所述的一种基于多芯少模光纤的细胞形态分析仪,其特征是:所述的光纤锥台其前端为球形,侧面为锥形,球形区用来聚焦损耗光与激发光,锥形区用来折射单模纤芯的导模,实现对粒子的位置和姿态控制。