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研究生:許斌裕
研究生(外文):Bin-Yuh Sheu
論文名稱:光鉗之特性分析與應用於蘇力菌伴孢晶體之純化
論文名稱(外文):The Analysis of Optical Trapping and the Application to the Purification of-Endotoxin
指導教授:邱爾德
學位類別:碩士
校院名稱:國立東華大學
系所名稱:電機工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1999
畢業學年度:87
語文別:中文
論文頁數:70
中文關鍵詞:光鉗幾何光學模型電磁波模型極化方向蘇力菌伴孢晶體
外文關鍵詞:optical tweezersRO modelEM modelpolarization direction
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本文以Rayleigh Particles與Mie Particles小球作為樣本,來研究小球被鉗住時的各種物理特性,如鉗住力、小球直徑、拖曳速度、極化方向等對Q值的影響。並從電磁學的觀點推導出光鉗之電磁波模型(EM Model),包含了對介電質球(Dielectric Particles)與金屬球之橫向Q值推導,經模擬結果發現,這兩種球之Q值最大值都出現於 。電磁波模型(EM Model)配合幾何光學模型(RO Moodel)來與與實驗值比較,實驗值與理論值比較之結果:當小球在20微米以上可以精準的用RO Model預測Q值,小球在數十個nm以下也可以精準的用EM Model預測Q值。
在光鉗的應用上,使用光鉗來純化蘇力菌伴孢晶體,以速度差異分離法可以精確的分離出孢子,但是純化蘇力菌伴孢晶體的效果尚不明顯,對於未來改善的方法如1.陣列式光鉗(Tweezers Array)2. Optical Funnel分離法。在本文中首次以陣列式光鉗成功的同時以4個鉗住點拖動多個蘇力菌孢子,若配合4-3節之自動化過程來作速度差異之分離,必可提高原本以Single-Beam分離效率至少3倍。Optical Funnel分離法在內文中將會詳細討論。

第一章 緒論
第二章 光鉗的理論與實驗架設
2-1 RO Model理論
2-1.1 RO Model的幾何分析
2-1.2 RO Model下鉗住力對小球的表現-3D Trap
2-1.3 小球的力場分析
2-2 光鉗實驗的架設
2-2.1 Single-Beam Gradient Trap架設圖之說明
2-2.2鉗住過程的問題排解
2-2.3 Transverse Q Value與Axial Q Value量測的方法
第三章 光學鉗住之特性分析
3-1 Rayleigh & Mie Particles的QTrans值量測
3-1.1實驗架設
3-1.2實驗結果
3-2不同偏極方向的QTrans值量測
3-2.1實驗架設
3-2.2實驗結果
3-3 實驗與模擬之比較
3-3.1 RO Model的模擬結果-三種偏振光之理論值與實驗
值之比較
3-3.2 EM Model的Q值之理論推導之
3-3.3 EM Model 的模擬結果
3-3.4 結果討論
3-4 陣列式光鉗(Tweezers Array)之研究
第四章 光鉗應用於伴孢晶體與蘇力菌孢子之分離
4-1 簡介
4-2 直接鉗住分離法
4-2.1 散射圖樣辨別 4-2.2 檢查偏極方向有無改變
4-3速度差異分離法
4-3.1實驗原理與架設
4-3.2 實驗步驟與結果
4-3.3 實驗結果與討論 4-4 850nm對孢子的傷害檢驗
4-5 新的分離方法-Optical Funnel
第五章 討論與結論
5-1 誤差的討論
5-2 結論
參考資料
附錄 (速度分離法自動化之程式)

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