本发明提供的是一种基于同轴三波导光纤的微球自组装激光器系统。该“光纤‑微球”激光器主要是由以下四个部分组成：(1)具有新型结构的同轴三波导光纤，该光纤端被抛磨成旋转对称的锥体圆台形，制备成光纤光镊；(2)微球形光学谐振腔，腔内具有光学放大功能的增益介质；(3)包括可提供微球捕获光动力的光源和增益介质激发光源；(4)微球输出激光的探测光谱仪。细胞内部微球光学谐振腔的输出光谱对细胞内部胞液等环境物理参量微弱的变化非常敏感，可以通过多芯锥体光纤的激光输出信号得到放大测量。本发明可用于单细胞捕获、细胞激光光谱测量，可广泛用于单细胞操纵、传感、测量及分析技术领域。