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3D Printing of Fresnel Lens on the Facet of Single Mode Fiber for Trapping, Manipulation and Spectrum Measurement

光学 菲涅耳透镜 面(心理学) 俘获 镜头(地质) 材料科学 模式(计算机接口) 单模光纤 光纤 物理 计算机科学 心理学 社会心理学 生态学 人格 生物 五大性格特征 操作系统
作者
yirui wang,Minglong Li,Haodong Zhu,Qiuhong Min,Yuanhao Lou,Dan Wu,Jian Ma,Zhen Yang,Ming Zhao,Yuanjie Pang
出处
期刊:Optics Letters [The Optical Society]
标识
DOI:10.1364/ol.524889
摘要

Fiber optical tweezers (FOTs) provide a functionality for micro-/nanoparticle manipulation with a slim and flexible optical fiber setup. An added in situ spectroscopic functionality can achieve characterization of the trapped particle, potentially useful for endoscopic, in-vivo studies in an inherently heterogeneous environment if the applicator end is all-fiber-built. Here, we demonstrate all-fiber optical tweezers (a-FOTs) for the trapping and in situ spectral measurement of a single, cell-sized microparticle. The key to ensure the simultaneous bifunctionality is a high numerical aperture (NA) Fresnel lens fabricated by two-photon direct laser writing (DLW) corrected by grid-correction methods. We demonstrate trapping and time-resolved, in situ spectroscopy of a single upconversion particle (UCP), a common fluorescent biomarker in biophotonics. The system achieves a 0.5-s time resolution in the in situ spectral measurement of a trapped UCP. The all-fiber designed system preserves the advantages of flexibility and robustness of the fiber, potentially useful for in-vivo biomedical studies such as cell-to-cell interactions, pH and temperature detection, and nucleic acids detection.
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