基于单光束光镊的单分子力谱测量系统

发布时间：2021-04-06 16:23

　　单分子力谱测量技术是分子生物学中的重要研究手段。由于大多数生物变化都伴随着生物分子之间的相互作用,因此对生物分子自身的力学特性的研究有助于我们从微观角度的揭示这些过程。而光镊是单分子力谱测量的主要方式,因此本课题针对单分子力谱测量实验中对分子两端受力及分子形变量的测量需求,设计了一种基于单光束光镊的单分子力谱测量系统,课题的研究点如下:1.建立了基于T矩阵的三维光阱力模型。通过电磁模型解释光镊捕获微粒的原理,在电磁模型的理论基础上使用T矩阵法求解散射光场系数,实现对光阱中微粒受力的解算。并应用三维光阱力模型分析光镊系统中各项参数如激光波长、功率、微粒折射率等因素对光镊在光阱刚度、最大捕获方面性能的影响,为光镊设计中的参数选择提供了依据。2.设计了基于光动量法的单光束光镊测力系统。将单分子力谱测量实验中分子两端受力测量转化为对连接在小球两端微粒所受光阱力的测量。根据激光在传播过程中动量守恒的原理,将激光在与粒子作用前后光动量的改变量通过计算得到光阱力的数值,避免了采用传统刚度法测量光阱力时由于光阱刚度非线性导致的测量误差。同时给出光动量变化量的收集方法,使用位置传感器PSD与光强传感器P... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

基于AOM的时间调制光镊[10]

1-2 角锥棱镜产生环形光阱原理[12]斯光束经过高度汇聚，只能在空间镜，形成贝塞尔光束，就可以将横向尔光束的自我修复特性，使得光束不变，对微粒在轴向上没有力的阱，可以在轴向上的多个平面同时捕获，对微粒进行更加复杂的操控装置结构，该装置利用贝塞尔光束运输与轴向同时捕获多个微粒的实

图 1-2 角锥棱镜产生环形光阱原理[12]高斯光束经过高度汇聚，只能在空间中棱镜，形成贝塞尔光束，就可以将横向捕贝塞尔光束的自我修复特性，使得光束在分布不变，对微粒在轴向上没有力的作用光阱，可以在轴向上的多个平面同时捕获维捕获，对微粒进行更加复杂的操控。2实验装置结构，该装置利用贝塞尔光束作轴向运输与轴向同时捕获多个微粒的实验。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3121742