光纤光镊具有结构简单、操作灵活、尺寸小的特点，在生化分析、生命科学等领域有广泛应用。特殊纤芯结构的光纤探针在近场倏逝波光阱力、纤芯光束耦合传输、微流控技术交叉协同应用等方面具有天然优势，能实现细胞、亚细胞级微粒收集、输运等功能，可以显著提升微粒的三维捕获能力以及动态操纵水平。本文综述了不同纤芯结构光纤光镊的结构特点与应用技术研究进展，对特种芯光纤光镊系统中探针制备、激光光源、耦合方式等关键技术进行了梳理和对比，总结与展望了不同结构特种芯光纤在光纤光镊中的作用与发展。

大气悬浮微粒对激光传输透过率的影响是激光应用中应考虑的重要问题。为了提高激光传输透过率，对悬浮微粒的特性进行了研究。以激光传输和微粒特性为基础，基于Mie散射理论，建立激光透过率模型，并编写了计算透过率的可视化界面。针对不同悬浮微粒特性对激光透过率的影响做了系统的仿真分析。结果表明：激光透过率具有波长依赖性；悬浮微粒种类具有明显的地域性；不同种类的微粒对激光透过率影响程度不同，不可溶性粒子的影响较大；折射率对激光透过率的影响因悬浮微粒种类不同而出现正相关或负相关；粗粒子模态对激光透过率的影响较为显著。

为实现生物微粒/细胞的精确操控，提出了一种非对称截面螺旋流道结构的惯性微流控芯片。基于仿真和实验的方法，对不同尺寸微粒在微流道中的惯性聚焦行为进行了研究。设计了一种“L”形截面的螺旋流道，采用仿真软件COMSOL研究微流道中的二次流场及微粒的运动轨迹。使用UV激光切割与等离子清洗键合的工艺制作芯片样件，采用高速摄像机和荧光显微镜分别拍摄6，10和15 μm粒子在微流道中不同流量时的运动轨迹。最后，对粒子运动图片进行堆叠分析，研究微粒的惯性聚焦迁移机理。结果表明：“L”形截面中产生了两对强度不同的非对称二次流场，使得10 μm和15 μm粒子在微流道外圈实现了强聚焦，而6 μm粒子实现了粗聚焦。该研究表明利用非对称二次流可以调节微粒的聚焦位置，为微粒和细胞的精准操控提供新的思路。