光镊技术中的纳米位移探测及其测量误差讨论

• 作者: 孙黎 张达 李银妹 楼立人 陈洪涛 龚錾
• 来源期刊: 中国激光
• 学科: 物理学
• 关键词: 光电子学 纳米位移 光镊 皮牛顿力 数据处理 测量误差
• 年，卷（期）: 2004,（6）
• 所属期刊栏目: 测量技术
• 页码范围: 729-734
• 页数: 6页
• 分类号: O435
• 字数: 5281字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3321/j.issn:0258-7025.2004.06.021

摘要

光镊系统可以实现微米粒子的纳米精度位移测量,对该测量装置和方法及各种误差来源进行了分析.着重讨论了动态图像分析法,包括灰度重心法和新发展的幂次重心法、二次曲线拟合法.提出了一种对图像分析法进行评估的数值模拟方法,对这三种算法引起的误差进行了数值模拟.结果表明,方法误差与随机噪声的性质有关:在本底噪声为主时,二次曲线拟合法精度高,计算量小.用四像限探测器和图像分析法对固定的微米小球进行了位置测量,二者的标准偏差分别为1 nm和0.3 nm.在纳米精度的位移测量的基础上,可以实现光阱刚度的测量,并进而测量了微米小球所受到的亚皮牛顿力.基于位移和刚度的精密测量,微小力的测量可以达到飞牛顿量级.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	楼立人	中国科学技术大学物理系	29	533	16.0	22.0
2	孙黎	中国科学技术大学物理系	8	76	3.0	8.0
3	张达	中国科学技术大学物理系	14	140	5.0	11.0