Teoria e calibração de pinças ópticas

Abstract

Neste trabalho estudamos alguns aspectos físicos do pinçamento óptico. Usamos um método de calibração da pinça óptica via análise da função de autocorrelação da posição da microesfera; por meio deste é possível determinar a constante de força da pinça de duas maneiras: usando a amplitude e o tempo característico desta função. Verificamos que a calibração utilizando o tempo característico é mais precisa da que utiliza a amplitude. Além disso, comparamos os resultados obtidos com duas técnicas de calibrações apresentadas na literatura. Determinamos a força óptica numericamente no limite da óptica geométrica e vimos que esse limite apresenta resultados satisfatórios para nosso arranjo experimental.

In this work we have studied some physical aspects of optical tweezers. We use a method to calibrate the optical tweezer based on the analysis of the autocorrelation function of the trapped bead position. With this method it was possible to determine the trap stiffness of the tweezers by two ways: from the amplitude and from the characteristic time of the autocorrelation function. With this technique, we have verified that calibrating the tweezers by using the characteristic time is more accurate than by using the amplitude. Moreover, we have also compared the results obtained with this method with two other different calibration techniques. We determine the optical force numerically in the geometrical optics limit, which has allowed us to observe that this limit returns satisfactory yields for our experimental arrangement.