光镊是在光的辐射压原理上建立的,然而他的实际应用确是在激光诞生以后才得以实现的。由于光镊的发明,许多研究中人们可以从被动的观察转而主动的操控。光镊具有选择个体、精确定位、可实现对生物活体样品无损伤、非接触操纵,并且光镊产生的力在皮牛顿量级,正适合生物细胞、亚细胞层次结构的研究,配以高精度纳米量级的位移测量系统,现在光镊的应用不仅停留在微操纵上,其应用已拓展到精确测定细胞及分子水平的作用力及运动步幅上.但是随着对光镊研究的深入,传统光镊捕获粒子的局限性逐步显现出来。例如,高聚焦区附近的粒子由于热吸收而可能受到光学热损伤。而飞秒激光光镊作用于被捕获微粒上的光学梯度力是脉冲式的,只有在飞秒激光脉冲持续时间内,微粒才受光学梯度力束缚.飞秒激光作用于生物组织时几乎不伤及周围区域,这对于在较低激光能量条件下对生物细胞进行捕获与操纵,避免或减小对捕获细胞的热损伤是非常重要的。本论文共分为五部分:第一章介绍了光镊技术产生的背景、发展、光镊技术的研究现状以及本文的研究目的和意义。第二章介绍了光镊的原理、二维光学势阱以及激光微束的三维光学势阱。第三章对米氏粒子和瑞利粒子所受的激光光阱力进行了数值计算,根据计算结果分析了微粒所受光阱力与主要仪器参数的关系。第四章对微粒在飞秒激光中所受轴向和横向力进行了理论分析,并推导出粒子在飞秒激光中能够实现光捕获的条件。第五章简要介绍了粒子在光学涡旋中的受力分析。第六章对全文进行了总结。