本研究使用圓錐體光纖微透鏡組成光纖式光鑷夾系統，以進行光捕捉實驗，並探討樣本直徑與捕捉效率關係。實驗樣本計有3種不同直徑大小之聚苯乙烯微粒及4種不同廠牌酵母菌。其中，聚苯乙烯微粒直徑分別為5 μm、10 μm、15 μm。酵母菌廠牌有旺來興牌速發乾酵母、安琪牌釀酒高活性酵母、醱寶牌天然酵母及白玫瑰牌新鮮酵母。酵母菌之樣本直徑大小約為4 μm，皆屬於同一種學名的釀酒酵母。本研究共分成三個階段：第一階段使用濕式化學蝕刻法研製圓錐體光纖微透鏡，並且選用650 nm紅光半導體雷射作為光鑷夾系統之光源。第二階段進行光捕捉酵母菌及聚苯乙烯微粒之實驗。第三階段進行數據分析。在本研究中，光纖式光鑷夾之捕捉功率、工作傾角、工作距離分別設為15 mW、40°、13 μm。所製成之圓錐體光纖微透鏡之直徑、錐角角度分別為16 μm、110°。實驗用之緩衝溶液為去離子水。由實驗結果得知，聚苯乙烯微粒之直徑越大，系統之捕捉效率越高。由於酵母菌細胞內部生物化學組成可能受到產品成分差異影響，故反映出程度不等的光學折射率；因此針對4種不同廠牌的釀酒酵母，仍可測得不同的逃脫速度及捕捉效率範圍。

This study utilizes a cone-shaped optical fiber microlens-based optical trapping system to conduct optical trapping experiments and explores the relationship between sample diameter and optical trapping efficiency. The experimental samples consist of same type of polystyrene microspheres with three different diameters and four different brands of brewing yeasts. The polystyrene microspheres are selected to have diameters of 5 μm, 10 μm, and 15 μm, respectively. In the study, the yeasts include Wang Lai Hsing brand instant dry yeast, Angel brand high-activity brewing yeast, Ferment Power brand natural yeast, and White Rose brand fresh yeast. The yeast species used in the study is Saccharomyces cerevisiae and yeast sizes measured is around 4 μm in diameter. Our study is divided into three phases over two years. The first phase is carried out for the fabrication of cone-shaped optical fiber micro-lenses using special wet chemical etching procedure and for assembling of the fiber-based optical trapping system wigh a 650 nm semiconductor laser as its light source. In the second phase optical trapping experiments with the yeasts and polystyrene microspheres are conducted. And the last involves data analysis. In this study, the system parameters for the fiber-based optical trapping system are set as follows: trapping power, working inclination angle, and working distance are set to be 15 mW, 40°, and 13 μm, respectively. The diameter and cone angle of the fabricated cone-shaped optical fiber micro-lens are measured to be 16 μm and 110°, respectively. The buffer solution used in the experiments is deionized water. The experimental results show that as the diameter of the polystyrene microspheres increases, the trapping efficiency of the system also increases. The intracellular biochemical composition of the yeasts may be influenced by their ingredients, resulting in varying optical refractive indices. Consequently, for the four different brands of brewing yeasts, different escape velocity and trapping efficiency ranges can be measured.

中文摘要
Abstract
誌謝
目錄
圖目錄
表目錄
第1章 緒論
1.1 光鑷夾發展史
1.2 本實驗室光鑷夾研究歷程
1.3 研究動機
1.4 論文架構
第2章 研究方法
2.1 研究架構
2.2 光捕捉原理
2.3 光纖式光鑷夾系統
2.3.1 工作距離
2.3.2 逃脫速度量測
2.3.3 捕捉力與捕捉效率測定
2.3.4 光纖微透鏡內部模態數
2.4 圓錐體光纖微透鏡製程
2.4.1 濕式化學蝕刻法
2.4.2 圓錐體光纖微透鏡
2.4.3 圓錐體光纖微透鏡製程設備
第3章 實驗結果
3.1 光捕捉聚苯乙烯微粒實驗
3.1.1 直徑5 μm樣本之光捕捉結果
3.1.2 直徑10 μm樣本之光捕捉結果
3.1.3 直徑15 μm樣本之光捕捉結果
3.2 光捕捉酵母菌實驗
3.2.1 旺來興牌速發乾酵母之光捕捉結果
3.2.2 安琪牌釀酒高活性酵母之光捕捉結果
3.2.3 醱寶牌天然酵母之光捕捉結果
3.2.4 白玫瑰牌新鮮酵母之光捕捉結果
3.3 分析與比較
第4章 結論與未來工作
參考文獻
附錄
A.1金相顯微鏡校正說明
簡歷表 94
Turnitin論文原創性比對

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