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Quantifying trapping stability of optical tweezers with an external flow

Photonics Research 2024年第8期12卷 1741-1749页

作者： FENG XU YARONG YU YANG LIU YAO CHANG WENXIANG JIAO LIN WANG hopui ho BEI WU FEI XU YANQING LU YUANJIE PANG GUANGHUI WANG College of Engineering and Applied Sciences Nanjing UniversityNanjing 210093China Key Laboratory of Intelligent Optical Sensing and Integration of the Ministry of Education Nanjing UniversityNanjing 210093China School of Optical and Electronic Information Wuhan National Laboratory of OptoelectronicsHuazhong University of Science and TechnologyWuhan 430074China Department of Biomedical Engineering The Chinese University of Hong KongHong Kong 999077China

Optical tweezers(OTs)can immobilize and manipulate objects with sizes that span between nano-and micrometer *** manipulating ability of OTs is traditionally characterized by stability factor(S),which can only indicate an empirical“hit-or-miss”***,the current quantitative models for trapping stability rarely consider the influence of external *** this paper,a comprehensive analysis to quantify the optical trapping stability in a perturbed asymmetric potential well is presented from the perspective of statistics,especially for weak trapping *** analytical formulation takes experimentally measurable parameters including particle size,optical power,and spot width as inputs and precisely outputs a statistically relevant mean trapping ***,this formulation takes into account general and realistic cases including fluidic flow velocity and other *** verify the model,a back-focal-plane-interferometer-monitored trapping experiment in a flow is set up and the statistical characteristics of trapping time demonstrate good agreement with theoretical *** total,the model quantitatively reveals the effects of external disturbance on trapping time,which will find applications where optical trapping stability is challenged by external perturbations in weak trapping conditions.

关键词： process flow trapping

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