一束光在水中困住粒子
Ashkin、Dziedzic、Bjorkholm 与 Chu 的 1986 年作者摘要报告,单光束梯度力能在水中俘获介电粒子,尺寸跨越较大范围。那项结果建立稳定光学约束;2018 年表彰还包括生物应用。
光经过粒子时交换动量。介电性质与聚焦条件合适,梯度恢复作用才可能胜过使粒子离开的散射作用。焦点很亮,不保证每个方向都稳定。
阱稳定,小球也不会静止
平衡位置附近,稳定光阱常可近似成弹簧。小球仍被热扰动力推着,在黏性流体里晃动。波动包含刚度信息,但先要把探测器单位换成位移。
对平衡牛顿流体中的过阻尼谐阱,转折频率联系刚度与阻力。下式分别用阱刚度、阻力系数与每秒周期数;近壁面、非球形粒子或黏弹介质,都会改变简单阻力模型。
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两种标定不一致,可能是物理条件变了
均分法利用位移方差与温度,功率谱法利用谱的转折并依赖阻力模型;主动正弦驱动还可补充探测器换算信息。所引原始实验比较这些方法,没有宣称它们在所有条件下等价。
漂移会增加低频方差,有限曝光把运动抹平,采样会混叠高频波动,局部加热又改变温度。因此,即使 Lorentz 曲线拟合得漂亮,力刻度仍可能有偏差。
来源:[2]
估力要先限定线性区
在标定过的近似谐区,恢复力与偏离阱中心的位移相反。位移更大时,要用真实力与位移关系,还可能直接逃阱。下列方差式只适用于已知温度下的单个谐坐标。
若进一步量分子力,还要处理小球连接、柔顺性、带宽与几何。拍到一把光镊,或看到球被抓住,本身都没有给出分子力。
来源:[2]
磁光阱不能替代这套标定
已有冷原子 Lab 讨论原子内态跃迁、磁场和光力,没有流体小球的布朗标定。它可以比较光力机制,却不能代替光镊这套独立装置和推断任务。