理解与改进基于前向和后向散射光干涉的光挤压轴向检测
光学
2025-11-21 v1
摘要
快速且准确的3D位置检测在光挤压（OT）中至关重要，用于定量监测微观系统（从分子到细胞和胶体）的机械属性的细微变化。由于标准OT配置不提供关于轴向位置的直接访问，轴向检测通常依赖于前向散射光功率的时间波动来推断粒子位置。该方法通常假设处于线性响应 regime，在此 regime下，信号源于前向散射场与非散射光场之间的干涉；然而，在某些条件下，后向散射贡献变得不可忽略，导致偏离线性响应。本文提出了一个简明而全面的模型，用于在标准OT中考虑后向散射场的轴向检测。结合实验验证，本框架清晰地解释了当后向散射场与非散射场和前向散射场干涉时观察到的驻波响应，使能够在更一般条件下准确估计trap stiffness和粒子扩散。本工作深化了我们对真实光挤压测量中所观察到的现象的理解，并将其能力扩展到标准方法失效的条件。
引用
@article{arxiv.2511.16036,
title = {Understanding and improving axial detection in optical tweezers based on the interference of forward- and backward- scattered light},
author = {Isaac Pérez Castillo and Simon Leturcq and Sylvain Domitin and Ashley L. Nord and Francesco Pedaci and Alejandro V. Arzola},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.16036},
year = {2025}
}
备注
13 pages, 6 figures