광집게에서 포획 탄성계수의 측정 = Measurements of the Trap Stiffness of Optical Tweezers

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

When using optical tweezers, determing the exact value of the trap stiffiness is very important.
In this work, displacements of micron-sized particles were measured as a function of time by using two different methods; a passive method that measured the trap stiffness of the trapped particle at a fixed position by using optical tweezers and an active method that measured the trap stifffness by forcing the trapped particle to oscillate. When using the passive method, the trap stiffnesses, which were determined from the Boltzmann distribution and from the power spectrum, were measured as 1.06 pN/μm and 1.07 pN/μm, respectively. When using the active method, the trap stiffnesses,which were obtained from data on the amplitude and from phase information on the trapped particle by using an lock-in amplifier, were both measured as 0.91 pN/μm. These trap stiffness values obtained from the two different methods are compared, and the differences are discussed

국문 초록 (Abstract)

광집게를 이용할 때 포획 탄성계수의 크기를 정확하게 아는 것이 매우중요하다. 현재 포획 탄성계수를 결정하는 여러가지 방법들이 알려져있다. 하지만 그 방법들로 측정한 포획 탄성계수의 정량적인 비교연구는부족하다. 본 연구에서는 마이크론 크기의 입자를 수 피코뉴턴(pN)의힘으로 고정한채 포획 탄성계수를 측정하는 방법(수동 방법; passive method)과 광집게로 포획한 입자를 강제로 흔들어서 포획 탄성계수를측정하는 방법(능동 방법; active method)을 비교 분석해 보았다. 수동방법으로 얻은 데이터는 볼쯔만 분포와 파워 스펙트럼을 통해 분석하여포획 탄성계수를 각각 1.06 pN/㎛, 1.07 pN/㎛를 얻었다. 능동방법으로 얻은 데이터는 락인엠프을 이용해서 노이즈를 제거한 후에입자의 운동 진폭과 위상 정보로부터 포획 탄성계수를 둘 다 0.91pN/㎛얻었다. 본 연구에서는 두가지 방법에 따른 포획 탄성계수측정에 장단점을 비교하고 새로운 활용 방안을 제시하였다.

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