光阱刚度标定方法的研究.pdf

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1、中国科学技术大学硕士学位论又光阱刚度标定方法的研究作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：曹木日A“精密仪器及机械李静副教授二。一二年五月JIIIIPllllllllPPlllllWlllllJlUlJlllllJllllfY2125218UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationfor讯反泓’SdegreeTheStudyonthecalibrationmethodofopticaltrapstiffnessAuthor’SName：J

2、ieCaoSpeciality：PrecisioninstrumentationandmachinerySupervisor：Asso．Prof．JingLiFinishedtime：May,2012中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除己特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：签字日期：竺!!：!!：!望中国科学技术大学学

3、位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。＼淞开口保密(——年)V作者签名：蜒一签字日期：丝12：!』：里i靳虢互藓一签字日期：弘f互!‘。墨．

4、摘要光镊自1986年问世以来，现如今可以用它来实现对微小粒子的精确操控和对微小力学参量进行标定的功能。在生物、物理、化学以及交叉领域都有着诸多的应用，且已成为这些领域研究微小粒子的理想研究手段。伴随着光镊技术的快速发展，研究光镊力学属性的手段也在不断的发展中。但是各种研究方法都存在自身的局限性，目前并没有发现一种普遍适用且具有高精度的方法。本文基于功率谱分析法对光阱刚度进行标定，讨论了光阱刚度随实验条件的改变而改变的情况，得出了这样的结论，光阱刚度随着激光功率的增加而增大；光阱刚度随着光阱远离样品池

5、底部而不断减小。分别采用CCD相机、四象限探测器以及位置探测器标定位移，实现了对目标微粒的位移进行测量。分别讨论了功率谱分析法、流体力学方法、热运动分析法、外加周期力法这四种标定光阱刚度的方法，并分析了标定过程中出现的问题。本文的研究成果对后续的相关研究具有一定的指导作用。关键词：光镊光阱刚度位移测量微操纵ABSTRACTABSTRACTSinceintroducedin1986，theopticaltweezershavebeenusedtorealizetheaccuratecontrolofm

6、icrosizedparticlesandthemeasurementofsmallforce．Theyshowalotofapplicationsinthefieldsofbiology，physics，chemistryandcrossfields，andhavebecometheidealresearchmethodsofthosefields．Withtherapiddevelopmentofopticaltweezerstechnology，studymethodsontheirmecha

7、nicalpropertiesalsoincrease．Butvariousresearchmethodshavetheirown1imitations．andthereiSnoauniversalandhigh—precisionmethod．InthepaperthepowerspectrumanalysismethodiSused，andtheopticaltraDstiffnessvaryingwiththeexperimentalconditionsiSdiscussed．Thefollo

8、wingresultsareobtained。i．e．opticaltrapstiffnessincreaseswiththeincreaseofthelaserpoweranddecreasesasthedistancebetweentheopticaltrapandthebottomofthesamplecellincreases．UsingCCDcamera．fourquadrantdetectorandpositiondetectortocalibratedi