集成光纤光镊技术，实现生物大分子和微粒的非接触捕获与操作，应用于生物医学研究。光镊是一种基于光辐射压效应的微观微粒操作工具，能够实现对百纳米到几十微米直径的透明粒子的捕获与操纵。光镊能够非接触捕获生物细胞，并且其使用红外光时对生物细胞具有很好的透射性，这大大减少了微粒或细胞在被操纵时受到的伤害，因此光镊技术广泛应用于生物及医学领域。除此之外，光镊还可以应用于微小力测量、传感等领域。随着光镊技术的发展，其应用将会更加广阔。光纤光镊系统的光路设计是光纤光镊系统设计与开发的基础。首先，为光纤光镊系统提供光源的激光器的光功率要可调，能够产生不同大小的光功率，以实现光纤光镊实验不同的要求；其次，为了实现对激光器功率的实时监测，需要光学器件将激光器产生的光传输出来，并且还不能过大影响光镊捕获粒子所需的光功率；再次，光纤光镊系统还需要观测系统，这个观测系统要求是多视场观测，因此采用多个 CCD 来实现对实验现象的观察以及记录；最后，光纤光镊的实验大多是在液体中进行，而对微粒的捕获或者对光阱刚度的测量需要相对稳定的环境，要尽量避免液体的流动，因而照明光源应在保证照明的前提下，尽量减少热量的产生。光纤光镊系统的机械结构设计是对光纤光镊系统稳定性与可靠性的保证。机械结构设计主要包括三维微操作系统的设计和四象限探测器固定装置的设计。要实现对实验现象多视场的观测，仅凭光学设计并不能够实现，还需要结合机械结构。设计机械结构的同时，还需要考虑到光纤光镊很可能在某一视场以外的环境下工作，这就要求机械结构能够按照要求移动，实现多视场观测的目的。另外，对光阱刚度的测量，需要借助于四象限探测器。四象限探测器本身灵敏度很高，这就需要对四象限探测器头稳定的固定装置，以尽量减少外界环境的扰动。