走向光镊的绝对力校准
光学
2009-11-13 v2 生物物理
摘要
为对光镊进行绝对力校准,在批评审视既有理论模型后,我们提出并检验 MDSA(Mie-Debye-球差)理论的结果——此为先前(MD)模型的扩展,考虑了玻璃/水界面的球差。该第一性原理理论完全以实验可测参数(无调节参数)表述。描述了两间实验室用差异极大的装置对 MDSA 理论的细致实验检验。详细给出测量激光束腰、被镊捕获透明微球处的局域光束功率、微球半径及陷阱横向刚度(作为半径与(倒置显微镜)样品室中高度的函数)的步骤。我们发现对很宽尺寸范围——从瑞利域到大半径,含实践中最常用的数值,以及不同室高、物镜过充与欠充下——与 MDSA 理论预言普遍十分吻合。结果在尺寸区间均值上渐近趋近几何光学(理应如此),且这在尺寸参数略大于 1 时即已发生。MDSA 对捕获阈值、刚度峰位置、刚度随高度变化、多重平衡点及其间“跳跃”效应的预言均被验证。剩余偏差归为焦点退化,可能源于红外中物镜像差,尚未纳入 MDSA 理论。
引用
@article{arxiv.physics/0612252,
title = {Towards absolute calibration of optical tweezers},
author = {N. B. Viana and M. S. Rocha and O. N. Mesquita and A. Mazolli and P. A. Maia Neto and H. M. Nussenzveig},
journal= {arXiv preprint arXiv:physics/0612252},
year = {2009}
}
备注
15 pages, 20 figures