مقایسه ی روش های آشکارسازی مکان bfpi و ipi در انبرک نوری

تله اندازی ذرات کوچک با استفاده از نیروی تابشی و میکرودست کاری آن ها، بستر بسیار مناسبی را برای بررسی حرکت ذرات و انجام آزمایش هایی در حد یک مولکول را فراهم کرده است. این روش های جدید، تغییراتی شگرف و اساسی، در حوزه های علوم مختلفی چون فیزیک و زیست شناسی ایجاد کرده اند. بسیاری از این میکرودست کاری های مهم با استفاده از یک تک باریکه ی لیزر گاوسی کانونی شده، که انبرک نوری نام دارد، انجام شده است. امروزه انبرک نوری، به عنوان یکی از محبوب ترین روش های میکرودست کاری و انجام آزمایشات تک مولکولی مطرح شده است. این دستگاه می تواند به ذرات میکرونی و کوچک تر از آن، نیروهایی از مرتبه ی چند صد پیکونیوتن وارد کند و به طور هم زمان، جابه جایی هایی از مرتبه ی کم تر از نانومتر و زمان هایی از مرتبه ی میکروثانیه را نیز، اندازه گیری کند. اندازه گیری مکان با دقت بالا، یکی از چالش های بسیار مهم در انبرک نوری است؛ به طوری که آن را قلب دستگاه انبرک نوری دانسته اند. همین امر باعث ایجاد چندین روش مختلف آشکارسازی مکان شده است. bfpi، سریع ترین و حساس ترین روش اندازه گیری جابه جایی ذرات تله شده، نسبت به مرکز تله است. در این روش، از طرح تداخل ایجاد شده در میدان دور، برای آشکارسازی مکان ذرات استفاده می شود. در این رساله، پیشنهاد می شود که از طرح تداخل ایجاد شده در صفحه ی تصویر جسم، برای آشکارسازی مکان استفاده شود؛ سپس این روش که به طور خلاصه ipi نام دارد، از دیدگاه نظری و تجربی مورد بررسی قرار می گیرد و در انتها نیز با روش bfpi مقایسه می شود. در این روش، یک فوتودیود چهارتایی تغییرات توزیع شدت در صفحه ی تصویر جسم را ثبت می کتد. این روش آشکارسازی، سه بعدی است و از دقت زمانی و مکانی بالایی برخوردار است. نتایج نظری و تجربی ما اثبات می کنند که پاسخ فوتودیود در این روش نسبت به روش bfpi از حساسیت و دقت بیش تری برخوردار است و با افزایش ابعاد ذره، این حساسیت نیز بیش تر می شود .