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光镊轴向阱位操控及器件安装误差对径向阱位操控的影响

任洪亮 丁攀峰 李小燕

光镊轴向阱位操控及器件安装误差对径向阱位操控的影响

任洪亮, 丁攀峰, 李小燕
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  • 光镊利用光学梯度力捕获和操控微小粒子, 已经成为深入研究生物分子间相互作用等微观机制的独特技术. 光镊光束操控系统一般由扩束输入镜、扩束输出镜、调焦透镜、 耦合透镜和压电转镜等光学元器件组成, 以保证物镜后瞳充满的前提下实现光镊阱位操控. 光镊阱位的三维精确操控是实现光镊位钳和力钳模式的基本条件. 本文根据矩阵光学, 对基于无穷远校正显微镜的光镊操控光路进行计算, 分析扩束输入镜、调焦透镜和物镜轴向位置调整, 以及压电转镜、调焦透镜和耦合透镜安装位置误差对光镊径向阱位操控精度的影响, 得到了物镜高度调整基本不会影响光镊径向位置操控, 压电转镜和调焦透镜的安装位置误差对光镊径向阱位操控精度影响最大等结论, 提出了能够实现径向阱位精确操控的轴向阱位动态操控范围, 为光镊设计和操控提供理论和实验指导.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61178015)、福建省自然科学基金(批准号: 2012J05120)、中央高校基本科研业务费专项资金(批准号: JB-ZR1146) 和厦门市科技计划(批准号: 3502Z20113017)资助的课题.
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    Guydosh N R, Block S M 2009 Nature 461 125

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    Qu X H, Wen J D, Lancaster L, Noller H F, Bustamante C, Tinoco I 2011 Nature 475 118

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    Preece D, Bowman R, Linnenberger A, Gibson G, Serati S, Padgett M 2009 Opt. Express 17 22718

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    Nambiar R, Gajraj A, Meiners J C 2004 Biophys. J. 87 1972

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    Fällman E, Axner O 1997 Appl. Opt. 36 2107

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    Zhou J H, Tao R Z, Hu Z B, Zhong M C, Wang Z Q, Cai J, Li Y M 2009 Chin. Phys. Lett. 26 068701

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    Jiang Y Q, Guo H L, Liu C X, Li Z L, Cheng B Y, Zhang D Z, Jia S T 2004 Acta Phys. Sin. 53 1721 (in Chinses) [降雨强, 郭红莲, 刘春香, 李兆霖, 程丙英, 张道中, 贾锁堂 2004 物理学报 53 1721]

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    Liu C X, Guo H L, Jiang Y Q, Li Z L, Cheng B Y, Zhang D Z 2005 Acta Phys. Sin. 54 1162 (in Chinese) [刘春香, 郭红莲, 降雨强, 李兆霖, 程丙英, 张道中 2005 物理学报 54 1162]

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  • 引用本文:
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-05-14
  • 修回日期:  2012-05-29
  • 刊出日期:  2012-11-05

光镊轴向阱位操控及器件安装误差对径向阱位操控的影响

  • 1. 华侨大学信息科学与工程学院, 厦门 361021
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 61178015)、福建省自然科学基金(批准号: 2012J05120)、中央高校基本科研业务费专项资金(批准号: JB-ZR1146) 和厦门市科技计划(批准号: 3502Z20113017)资助的课题.

摘要: 光镊利用光学梯度力捕获和操控微小粒子, 已经成为深入研究生物分子间相互作用等微观机制的独特技术. 光镊光束操控系统一般由扩束输入镜、扩束输出镜、调焦透镜、 耦合透镜和压电转镜等光学元器件组成, 以保证物镜后瞳充满的前提下实现光镊阱位操控. 光镊阱位的三维精确操控是实现光镊位钳和力钳模式的基本条件. 本文根据矩阵光学, 对基于无穷远校正显微镜的光镊操控光路进行计算, 分析扩束输入镜、调焦透镜和物镜轴向位置调整, 以及压电转镜、调焦透镜和耦合透镜安装位置误差对光镊径向阱位操控精度的影响, 得到了物镜高度调整基本不会影响光镊径向位置操控, 压电转镜和调焦透镜的安装位置误差对光镊径向阱位操控精度影响最大等结论, 提出了能够实现径向阱位精确操控的轴向阱位动态操控范围, 为光镊设计和操控提供理论和实验指导.

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参考文献 (19)

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