单个光悬浮微球的精密质量与密度测量

我们报道了使用静电共悬浮技术对直径约 $4.7{\text -}\mu$m 的光悬浮微球进行的原位质量测量。被捕获的带电微球的质量是通过在已知静电力作用下，用光学反馈力保持其轴向（垂直）位置固定来测量的。通过将支撑微球抵抗重力所需的静电力外推至无光功率的情况，获得了系统不确定度为 $1.8\%$ 的质量测量。在三个案例中，微球从陷阱中回收至聚合物涂覆的硅梁上，并用电子显微镜成像以测量其半径。对单个微球的质量和半径同时进行精密表征，意味着密度为 $1.55\pm0.08~$g/cm$^3$。从光陷阱中回收单个微球的能力为进一步诊断打开了大门。