Составители:
Рубрика:
Оптический пинцет
60
Определить смещение частицы относительно лазерного пучка можно, ис-
пользуя метод интерференции в задней фокальной плоскости, ставший в по-
следнее время стандартным для оптических пинцетов (рис. 6). Он основан на
интерференции излучения, рассеянного находящейся в оптической ловушке
частицей с излучением нерассеянной части лазерного пучка. Интерференцион-
ную картину регистрируют при помощи фотодетектора, составленного
из че-
тырех квадрантов –
А, B, C, D
(рис. 6). Чтобы исключить влияние перемещения
лазерного пучка относительно предметной плоскости микроскопа, детектор
размещают в плоскости, сопряженной с апертурной диафрагмой объектива
микроскопа, обычно расположенной в его задней фокальной плоскости.
Рис. 6. Детектирование положения частицы
относительно лазерного пучка оптической ловушки.
Принцип действия детектора заключается в следующем. Пока частица
находится точно на оси лазерного пучка, интерференционная картина в плоско-
сти детектора симметрична относительно оси микроскопа, и все четыре квад-
ранта детектора освещены одинаково. Если же частица смещается поперек ла-
зерного пучка, то симметрия картины нарушается, и освещенность квадрантов
становится неодинаковой. Пусть
V
A
, V
B
, V
C
и
V
D
–
сигналы детекторов
A,B, C,
и
D,
соответственно. Тогда компоненты поперечного смещения частицы относи-
тельно оси пучка определяются из соотношений:
[
]
)()(
CADBx
VVVVCx
+
−
+
=∆
, (18)
[
]
)()(
DCBAy
VVVVCy
+
−
+
=∆
, (19)
где С
x
, C
y
– коэффициенты, определяемые при калибровке датчика.
Чтобы повысить точность и быстродействие, вычисления, заключенные в
квадратные скобки, как правило, выполняются при помощи аналоговых вычис-
лительных цепей на операционных усилителях, а детектор положения имеет
только два аналоговых выхода
∆
x и
∆
y . При этом он позволяет измерять коор-
динаты частицы с частотой до нескольких десятков мегагерц. Определение
смещения частицы вдоль оси пучка представляет собой значительно более
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 59
- 60
- 61
- 62
- 63
- …
- следующая ›
- последняя »
