Ashkin首次利用光阱力捕获并操纵微粒以来,光镊技术得到长足发展,特别是在生物学领域因其非接触、无损伤等特点得到广泛应用。传统光镊无法对粒子进行旋转操作,而光学扳手在捕获粒子的同时还能对粒子进行额外三个自由度的旋转,在微马达领域有很大的应用潜力,是对光镊的进一步拓展。普通的光学扳手通过吸收转移光子角动量而获得旋转,对光功率要求高,且对生物粒子损伤性较大。本论文设计了新型的可以产生涡旋光学势阱的多芯光纤光学微扳手,并对其进行了仿真,表明光纤光学扳手具有成本低,节省物理空间,旋转效率较高,对粒子损伤小的优点。其产生的涡旋光学势阱的捕获效率与旋转效率主要与激光功率、旋转角、纤芯数、工作距离等因素有关。具体来说,旋转效率与激光功率呈线性关系,与旋转角呈类似正弦的关系,纤芯数目越多,旋转效率越高,工作距离越短,光学势阱效果越好。论文主要包含五部分内容。第一章主要介绍了光镊及光学扳手的发展与研究现状。第二章介绍了光学扳手的原理,主要分为自旋角动量、轨道角动量和光辐射压力三种作用机制。第三章介绍了光纤端的微加工技术,并比较了各项技术的利弊,为实验中的具体加工方法提供了选择依据。第四章详细介绍了利用如何利用光纤研磨微加工技术制作多芯光纤微扳手,多光束侧向辐射力的涡旋光学势阱的构建以及理论推导。第五章展示了光纤光学扳手的实验系统原理及仿真结果,讲述了涡旋光阱角动量的调控过程及其动力学演化,为实验应用做出了良好的铺垫。